CN112375510B - 一种新型高强度万能粘接密封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型高强度万能粘接密封胶，其原料含有以下成分：天然橡胶、SBS橡胶、萜烯树脂、乙二醇、PEG‑40氢化蓖麻油、邻苯二甲酸二异壬酯、硅烷偶联剂、气相二氧化硅、煅烧高岭土、硅微粉、碳黑。本发明这种新型高强度万能粘接密封胶粘接强度高，粘接密封范围广，不仅仅表现在粘接各物品能力强，还表现在适用于各物品的粘接和密封、使用范围广，稳定性高，耐水、耐腐蚀、耐高低温、耐氧化，抗老化，抗紫外线，电绝缘，且使用和保存寿命长，其保存寿命在‑5～35℃温度下能保存1年以上。

Description

一种新型高强度万能粘接密封胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及密封胶领域，涉及一种新型高强度万能粘接密封胶及其制备方法。

背景技术

密封胶是用来填充构形间隙、以起到密封作用的胶粘剂，主要引随密封面形状而变形、不易流淌、有一定粘结性的密封材料。

按照化学成分分类，可以分为橡胶型、树脂型、油基型和天然高分子密封胶。其中：①橡胶型，此类密封胶以橡胶为基料。常用橡胶有聚硫橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氯丁橡胶和丁基橡胶等。②树脂型：此类密封胶以树脂为基料。常用树脂有环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、聚丙烯酸树脂、聚氯乙烯树脂等。③油基型：此类密封胶以油料为基料。常用的油类有各种植物油如亚麻油、蓖麻油和桐油、以及动物油、如鱼油等。

按照形态分类，分为：①膏状密封胶：这类密封胶属低级别密封胶通常采用3种主要材料油和树脂聚丁烯沥青。常用于密封小窗户的固定玻璃其接缝移动变形量最大为+5％或-5％使用有效期一般为2年。②液态弹性体密封胶：这类密封胶包括经硫化可形成弹性状态的液态聚合物，具有承受重复的接缝变形能力。液态弹性体密封胶使用寿命一般为15～20年。这类密封胶具有高的粘接力和剪切强度室温下具有良好的柔软性。其缺点为价格高通常情况下需要底胶双组分密封胶现场混合不方便硫化时对温度和湿度敏感等。③热熔密封胶：热熔密封胶又称为热施工型密封胶是指以弹性体同热塑性树脂掺合物为基料的密封胶。热熔密封胶可配制成性能接近于液体弹性密封胶但它比液体弹性体密封胶优越的是不需要加入硫化剂。④液体密封胶：这类密封胶主要用于机械结合面的密封以代替固体密封材料纸片、石棉、软木和硫化橡胶以防止机械内部流体从结合面泄露所以液体密封胶又称为液体垫圈。

目前，市场上的密封胶种类繁多，五花八门，适用范围不同，使客户或消费者在选择时，造成困惑或用错产品，从而使粘接及密封效果不佳；

液体的粘接胶，使用时很易下流，使用不便，固体的粘接密封胶，适用面狭窄，稳定性较差；

新型高强度万能粘接密封胶适用于日常生活中如木材、塑料、玻璃、陶瓷、钢板、铝板、铝合金等各类物品，稳定性高，耐水、耐腐蚀、耐高低温、耐氧化，抗老化，抗紫外线，电绝缘，且使用和保存寿命长，其保存寿命在-5～35℃温度下能保存1年以上。

现有液体万能粘接胶缺点：

(1)万能胶为液体，粘接时易下流，使用不便，只能用于粘接，不能用于密封；

(2)液体万能胶组分单一，抗氧化、耐老化、耐候性能较差；

(3)液体万能胶耐高低温和耐水性能较差，使用环境和适用范围较窄；

(4)液体万能胶保质期短，易失效。

此外，现有的有一类万能胶，一般为液体，粘接范围广，但仅能用于粘接，而无法用于大裂缝或建筑类的密封，使实际应用范围变得很窄；现有的万能胶气味较重，刺激性较强，使用时对人体伤害较大；现有的万能胶成分简单，稳定性差，在耐低温、耐水解、电绝缘、抗老化等性能方面比较差。

200410064368.0(公开号为CN1635040A)涉及一种用于胶粘带上的压敏胶，由天然橡胶5-10％、丁苯橡胶3-8％、萜烯树脂8-15％、防老剂D1-4％、水65-75％、松香脂适量、甘油适量和汽油-甲苯混合溶剂适量配置而成。

201410684625.4(公开号为CN104327763A)揭示了一种环保型常温固化密封胶，由橡胶、热塑性弹性体SBS、增塑剂、增粘树脂、抗老化剂、增稠剂、填料、溶剂组成，其中橡胶为丁苯橡胶或氯丁二烯橡胶，增粘树脂为萜烯树脂或C9石油树脂，增稠剂为有机膨润土。

201410178597.9(公开号为CN103992764A)公开了一种高粘度快速室温固化密封胶，原料按重量份包括：氯丁橡胶30-40份、丁苯橡胶20-30份、萜烯树脂40-50份、环氧树脂35-45份、防老剂7-12份、有机溶剂160-180份、增稠剂16-19份、轻质碳酸钙110-130份、乙二醇10-13份、固化促进剂2.5-3.5份、消泡剂7-11份。密封胶粘度高，室温下固化时间短，方便使用，且用途广泛。

上述胶的缺点：在长时间的高湿或水环境中，耐水性能会降低。解决的问题：既可粘接，又可用于缝隙、空洞等的密封，粘接范围广、粘接强度高，密封效果好，使用操作方便，具有应用的普适性、选择的便利性。

因此，需要提供一种粘接强度高、粘接密封范围广，而且使用方便，气味低且无毒，稳定性高且使用和保存寿命长的新型高强度万能粘接密封胶。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有液体万能胶存在的不足，提供一种新型高强度万能粘接密封胶。

本发明的另一个目的是提供上述新型高强度万能粘接密封胶的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种新型高强度万能粘接密封胶，其原料由以下成分组成：天然橡胶、SBS橡胶、萜烯树脂、乙二醇、PEG-40氢化蓖麻油、邻苯二甲酸二异壬酯、硅烷偶联剂、气相二氧化硅、煅烧高岭土、硅微粉、碳黑。

具体的，所述密封胶的原料中各成分的重量份如下：

天然橡胶15～20份、SBS橡胶12～18份、萜烯树脂15～20份、乙二醇8～10份、PEG-40氢化蓖麻油0.3～1.0份、邻苯二甲酸二异壬酯0.3～1.0份、硅烷偶联剂0.3～1.0份、气相二氧化硅0～5.0份、煅烧高岭土30～45份、硅微粉1～5份、碳黑0～5份。

优选地，所述密封胶的原料中各成分的重量份如下：天然橡胶17～19份、SBS橡胶15～16份、萜烯树脂17～19份、乙二醇9～9.5份、PEG-40氢化蓖麻油0.3～0.6份、邻苯二甲酸二异壬酯0.3～0.6份、硅烷偶联剂0.3～0.5份、气相二氧化硅0.5～5份、煅烧高岭土32～36份、硅微粉1.5～2.5份、碳黑0.2～4份。

进一步优选，所述密封胶的原料中各成分的重量份如下：天然橡胶17.4-18.4份、SBS橡胶15.3份、萜烯树脂17.4-18.4份、乙二醇9.3份、PEG-40氢化蓖麻油0.5份、邻苯二甲酸二异壬酯0.5份、硅烷偶联剂0.4份、气相二氧化硅0.5份、煅烧高岭土32.7份、硅微粉2份、碳黑4份。

进一步优选，所述密封胶的原料中各成分的重量份如下：天然橡胶17.4份、SBS橡胶15.3份、萜烯树脂17.4份、乙二醇9.3份、PEG-40氢化蓖麻油0.5份、邻苯二甲酸二异壬酯0.5份、硅烷偶联剂0.4份、气相二氧化硅0.5～5份、煅烧高岭土32.2～32.7份、硅微粉2份、碳黑0～4份。

效果最佳的，所述密封胶的原料中各成分的重量份如下：天然橡胶17.4份、SBS橡胶15.3份、萜烯树脂17.4份、乙二醇9.3份、PEG-40氢化蓖麻油0.5份、邻苯二甲酸二异壬酯0.5份、硅烷偶联剂0.4份、气相二氧化硅0.5份、煅烧高岭土32.7份、硅微粉2份、碳黑4份。

上述成分中：

所述SBS橡胶又称为石油橡胶SBS、SBS弹性体、丁苯橡胶；

所述天然橡胶、SBS橡胶和萜烯树脂的重量比为1.1-1.3：1：1.1-1.3，优选为1.13-1.21：1：1.13-1.21。

所述硅烷偶联剂为KH-792偶联剂；

所述气相二氧化硅为A200气相二氧化硅，比表面积为200m²/g；

所述煅烧高岭土的粒径为800-1500目，优选为1250目；

所述硅微粉的粒径为800-1500目，优选为1250目。

所述碳黑为N220碳黑，比表面积为210m²/g。

本发明还提供了上述新型高强度万能粘接密封胶的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

(1)将天然橡胶、SBS橡胶、萜烯树脂、乙二醇搅拌均匀，得到混合物A；

(2)将PEG-40氢化蓖麻油、邻苯二甲酸二异壬酯、硅烷偶联剂硅烷加入混合物A中搅拌均匀，得到混合物B；

(3)将气相二氧化硅加入至混合物B，高速搅拌均匀，得到混合物C；

(4)将煅烧高岭土和碳黑加入混合物C，搅拌均匀，得到均匀细腻膏状物，即得。

优选地，所述方法包括以下步骤：

(1)将天然橡胶、SBS橡胶、萜烯树脂、乙二醇搅拌45-75min，得到混合物A；

(2)将PEG-40氢化蓖麻油、邻苯二甲酸二异壬酯、硅烷偶联剂硅烷加入混合物A中搅拌45-75min，得到混合物B；

(3)将气相二氧化硅加入至混合物B，高速搅拌20-40min，得到混合物C；

(4)将煅烧高岭土和碳黑加入混合物C，搅拌45-60min，得到均匀细腻膏状物，即得。

本发明还提供了上述密封胶的使用方法可直接使用，不需要事先摇匀。

本发明提供的上述新型高强度万能粘接密封胶具有以下优势：

1、从组成及作用分析如下：

1)由天然橡胶、SBS橡胶、萜烯树脂作为主体胶，粘接强度高、适用范围广，适用于日常生活中的各类物品；

2)PEG-40氢化蓖麻油可以使产品保持稳定的耐低温、耐水解、电绝缘性能；

3)气相二氧化硅可以大幅提高胶的粘接性能，起到增强粘接的作用，为增强材料；

4)碳黑可以调节胶体颜色，同时起到抗氧化、抗紫外线、耐老化的作用，还可以提升产品保存期限。

5)邻苯二甲酸二异壬酯为增塑剂，可以调节产品粘度，使胶体稀稠度合适，达到最佳挤出性能，使用方便，且使胶体柔韧性增强；

6)KH-792为偶联剂，可以改善树脂与无机填充剂和增强材料的界面性能，改善填充剂的分散度，有利于胶体的耐老化、耐应力及电绝缘性能；

7)煅烧高岭土为填料，与胶料的硫化曲线基本一致，邵A硬度不变，可以提高粘结拉伸强度，可使胶体耐高温，填充密封性能及物理性能良好；

8)乙二醇为分散溶剂，使胶体更均匀细腻，同时具有一定的防冻作用，可以提高胶体的耐低温性能。

更重要的是，本发明的效果重在上述各组分之间的相互配合，因此多数组分具备选择性和不可替代性。气相二氧化硅虽然为增强材料，但另外一个作用还在于为了组分组合的性质更稳定，胶体形成的三维网状结构具有流变性能，易于加工和灌装，本身具有的小粒径和高表面能，可以防止胶料沉降，分散效果非常好。同样地，在粘接密封后，气相二氧化硅还可以提高胶体抗划耐磨，抗紫外线性能极佳，抗老化，耐候性效果好，提高胶体与基材之间的粘结强度。PEG-40氢化蓖麻油可以使产品保持稳定的耐低温、耐水解、电绝缘性能；KH-792偶联剂，可以改善树脂与无机填充剂和增强材料的界面性能，改善填充剂的分散度，有利于胶体的耐老化、耐应力及电绝缘性能。

在色彩方面，碳黑可以起到调节颜色的作用，同时起到抗氧化、抗紫外线、耐老化的作用，还可以提升产品保存期限。

2、与现有产品比较，本发明特点如下：

天然橡胶、SBS橡胶和萜烯树脂按照1.1-1.3：1：1.1-1.3，天然橡胶和萜烯树脂的用量高于本发明，密封胶会变得更为粘稠，粘度较高，不便挤出，且固化较慢，使用不便。

3、本发明这种新型高强度万能粘接密封胶粘接强度高，粘接密封范围广，不仅仅表现在粘接各物品能力强，还表现在适用于各物品的粘接和密封、使用范围广，稳定性高，耐水、耐腐蚀、耐高低温、耐氧化，抗老化，抗紫外线，电绝缘，且使用和保存寿命长，其保存寿命在-5～35℃温度下能保存1年以上。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1-4

1、按照重量百分比由以下组分制成，见表1：

表1：实施例1-4的配方组成(单位：重量百分比)

2、制备方法：

(1)将天然橡胶、SBS橡胶、萜烯树脂、乙二醇倒入搅拌机内，搅拌60min，搅拌均匀；

(2)将PEG-40氢化蓖麻油、邻苯二甲酸二异壬酯、KH-792偶联剂加入搅拌机，搅拌30min，搅拌均匀；

(3)将A200气相二氧化硅加入至搅拌机内，搅拌30min，高速搅拌均匀。

(4)将1250目煅烧高岭土和N220碳黑加入搅拌机内，搅拌45-60min，得到均匀细腻膏状物，即为新型高强度万能粘接密封胶成品。

对比例1-3：组成见表2，制备方法同实施例1(调整了部分辅料的比例)：

表2：对比例1-3的组成

实验例1：效果考察

1、考察样品：实施例1-4提供的样品，对比例1-3制备的样品，对比例4是将实施例1中的天然橡胶用氯丁橡胶替换，用量相同，对比例5是采用201410684625.4(公开号为CN104327763A)的实施例2(选择原因是SBS橡胶或丁苯橡胶的用量接近)、对比例6采用201410178597.9(公开号为CN103992764A)的实施例3(效果最好)、对比例7采用200410064368.0(公开号为CN1635040A)的实施例1(采用其橡胶主体与本发明的辅料结合，区别在于①天然橡胶、丁苯橡胶和萜烯树脂用量为100：65：150；②将丁苯橡胶调成剂量为15.3，天然橡胶和萜烯树脂用量按照配比关系调整；③其他辅料同实施例1)。

2、检测指标及具体操作方法：

2.1表干时间：GB/T 13477.5-2002；

2.2固化速率：GB/T 32369-2015；

2.3邵A硬度：GB/T 2411-2008；

2.4挤出性：GB/T 13477.3-2017；

2.5耐水性：40℃蒸馏水浸72h，测浸前后拉伸剪切强度，计算耐水性系数＝浸后强度/浸前强度；

2.6断裂伸长率：GB/T 528-2009；

2.7拉伸剪切强度：GB/T 7124-2008；

2.8胶粘剂贮存期的测定：GB/T 7123.2-2002。

其中：

PP是聚丙烯热塑性树脂，PET是聚对苯二甲酸乙二醇酯，PVC是聚氯乙烯，PC是聚碳酸酯，HDPE是高密度聚乙烯材料，PE是聚乙烯。

3、检测结果：见表3-1、3-2

表3-1：检测结果

普通的液体万能胶粘接强度一般为：0.2-0.8MPa

表3-2检测结果

结果：实施例1-4都具有适用各种材料，应用范围广的特点。实施例1和实施3综合效果最好，保质期最长，是因为实施例1中含有碳黑，一方面调节颜色，一方面抗老化和综合性能优异；实施例3中含有较多的气相二氧化硅，可以提升粘接能力和综合性能优异；实施例2粘接强度高，但密封性能会相对降低；实施例4胶体弹性好，但密封性和耐老化性能会相对降低。

对比例的胶，耐水性和粘接性能及抗氧化、耐老化性能相对较差。

试验结果表明，本发明提供的密封胶适合多种材料，符合“万能”定义，粘性强度好。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种新型高强度万能粘接密封胶，其原料由以下成分组成：天然橡胶、SBS橡胶、萜烯树脂、乙二醇、PEG-40氢化蓖麻油、邻苯二甲酸二异壬酯、硅烷偶联剂、气相二氧化硅、煅烧高岭土、硅微粉、碳黑；

所述密封胶的原料中各成分的重量份如下：天然橡胶15～20份、SBS橡胶12～18份、萜烯树脂15～20份、乙二醇8～10份、PEG-40氢化蓖麻油0.3～1.0份、邻苯二甲酸二异壬酯0.3～1.0份、硅烷偶联剂0.3～1.0份、气相二氧化硅0～5.0份、煅烧高岭土30～45份、硅微粉1～5份、碳黑0～5份。

2.根据权利要求1所述的密封胶，其特征在于，所述密封胶的原料中各成分的重量份如下：天然橡胶17～19份、SBS橡胶15～16份、萜烯树脂17～19份、乙二醇9～9.5份、PEG-40氢化蓖麻油0.3～0.6份、邻苯二甲酸二异壬酯0.3～0.6份、硅烷偶联剂0.3～0.5份、气相二氧化硅0.5～5份、煅烧高岭土32～36份、硅微粉1.5～2.5份、碳黑0.2～4份。

3.根据权利要求2所述的密封胶，其特征在于，所述密封胶的原料中各成分的重量份如下：天然橡胶17.4-18.4份、SBS橡胶15.3份、萜烯树脂17.4-18.4份、乙二醇9.3份、PEG-40氢化蓖麻油0.5份、邻苯二甲酸二异壬酯0.5份、硅烷偶联剂0.4份、气相二氧化硅0.5份、煅烧高岭土32.7份、硅微粉2份、碳黑4份。

4.根据权利要求2所述的密封胶，其特征在于，所述密封胶的原料中各成分的重量份如下：天然橡胶17.4份、SBS橡胶15.3份、萜烯树脂17.4份、乙二醇9.3份、PEG-40氢化蓖麻油0.5份、邻苯二甲酸二异壬酯0.5份、硅烷偶联剂0.4份、气相二氧化硅0.5～5份、煅烧高岭土32.2～32.7份、硅微粉2份、碳黑0～4份。

5.根据权利要求1所述的密封胶，其特征在于，所述密封胶的原料中各成分的重量份如下：天然橡胶17.4份、SBS橡胶15.3份、萜烯树脂17.4份、乙二醇9.3份、PEG-40氢化蓖麻油0.5份、邻苯二甲酸二异壬酯0.5份、硅烷偶联剂0.4份、气相二氧化硅0.5份、煅烧高岭土32.7份、硅微粉2份、碳黑4份。

6.根据权利要求1-2任一项所述的密封胶，其特征在于，所述天然橡胶、SBS橡胶和萜烯树脂的重量比为1.1-1.3：1：1.1-1.3。

7.根据权利要求6所述的密封胶，其特征在于，所述天然橡胶、SBS橡胶和萜烯树脂的重量比为1.13-1.21：1：1.13-1.21。

8.根据权利要求1所述的密封胶，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH-792偶联剂；所述气相二氧化硅为A200气相二氧化硅；所述煅烧高岭土的粒径为800-1500目；所述硅微粉的粒径为800-1500目。

9.一种权利要求1-8任一项所述的密封胶的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

(1)将天然橡胶、SBS橡胶、萜烯树脂、乙二醇搅拌均匀，得到混合物A；

(2)将PEG-40氢化蓖麻油、邻苯二甲酸二异壬酯、硅烷偶联剂硅烷加入混合物A中搅拌均匀，得到混合物B；

(3)将气相二氧化硅加入至混合物B，高速搅拌均匀，得到混合物C；

(4)将煅烧高岭土和碳黑加入混合物C，搅拌均匀，得到均匀细腻膏状物，即得。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将天然橡胶、SBS橡胶、萜烯树脂、乙二醇搅拌45-75min，得到混合物A；

(2)将PEG-40氢化蓖麻油、邻苯二甲酸二异壬酯、硅烷偶联剂硅烷加入混合物A中搅拌45-75min，得到混合物B；

(3)将气相二氧化硅加入至混合物B，高速搅拌20-40min，得到混合物C；

(4)将煅烧高岭土和碳黑加入混合物C，搅拌45-60min，得到均匀细腻膏状物，即得。