CN112375537A - 一种高性能自流平硅酮密封胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子密封材料领域，公开了一种混凝土接缝用自流平硅酮密封胶组合物，以及由该混凝土接缝用自流平硅酮密封胶组合物制备得到的密封胶。本发明的混凝土接缝用自流平硅酮密封胶组合物含有α,ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、补强填料、扩链剂、偶联剂和催化剂。本发明的密封胶具有成本低廉、施工操作方便、伸长率高、流平性好、储存稳定的优点。

Description

一种高性能自流平硅酮密封胶及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子密封材料领域，具体涉及一种高性能自流平硅酮密封胶及其制备方法。
背景技术
我国的交通事业飞速发展，无论公路、铁路、机场，还是城市道路都越来越发达。每年政府都要花大量的财力、人力修建我国的公路、机场、城市道路，以改善我国的交通运输状况。为了适应外界因素的作用，对于道路、机场等混凝土设施，如温度变化引起的伸缩和绕曲，混凝土建筑在建造时都设有伸缩接缝。伸缩接缝是混凝土建筑的薄弱环节，首先是是异物扎起缝隙中积聚，阻碍接缝的正常伸缩；其次是是接缝渗水，侵蚀软化路基，所以必须对伸缩缝接缝进行密封。前期使用的混凝土接缝密封材料主要有沥青、改性沥青、预制氯丁橡胶、聚硫和聚氨酯材料，这些材料由于耐久性、弹性、耐水性、整体粘结性均较差，大大影响了混凝土建筑的使用寿命。这些材料有毒也很容易污染环境。
JPS6284174A采用二甲基二(N-甲基乙酰氨基)硅烷作扩链剂、氨氧基硅烷作交联剂制得室温硫化、150％模量为0.01MPa、断裂伸长率达1590％的硅酮密封胶。上述两项专利均采用了胺类的扩链剂、氨氧基硅烷作交联剂，这类助剂并不常见，成本较高，另外密封胶固化产生的酰胺类小分子留存在体系中，可能会影响胶的耐水性。 CN105567153A提供了一种飞机场跑道用双组份自流平硅酮密封胶，属于混凝土接缝领域，产品具有固化速度快、表干可调节的优势，但是其为双组份形式，需要现场配备专门的混胶设备，增加了操作步骤，施工没有单组分胶方便，而且胶混合后必须在规定的时间内用完，否则会在设备内固化，造成浪费及设备损坏。CN105567153A提供了一种飞机场跑道用双组份自流平硅酮密封胶，属于混凝土接缝领域，包括硅橡胶、甲基硅油、色素炭黑、活性白炭黑、活性碳酸钙、重质活性炭酸钙、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、KH-550、 KH-560和二月桂酸二丁基锡，上述各组份分为独立生产和包装存储的甲组份和乙组份，具有性能好、寿命长、表干时间可控和成本低的显著优点。
然而，硅酮嵌缝材料等高性能密封材料在应用过程中嵌缝材料出现了不同程度的伤损，防水密封功能也会出现一定的丧失。嵌缝材料防水密封功能失效后，水会从伸缩缝进入至无砟轨道结构内部，导致冒浆、冻涨等问题。嵌缝材料失效为混凝土结构耐久性和运营安全埋下了一定隐患，应亟须找到一种高性能硅酮密封胶对能对高速铁路无砟轨道进行有效密封。
发明内容
本发明的目的是提供一种成本相对低廉、施工操作方便、伸长率高、流平性好、储存稳定的单组份自流平硅酮密封胶组合物和密封胶及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种混凝土接缝用自流平硅酮密封胶组合物，该组合物含有α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(107硅橡胶)、二甲基硅油、补强填料、扩链剂、偶联剂、催化剂，其中相对于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，所述二甲基硅油的含量为15-30份重量份，所述补强填料的含量为10-40份重量份，所述扩链剂的含量为3-8份重量份，所述偶联剂的含量为0.5-3 份重量份，所述催化剂的含量为0.1-0.8份重量份。
本发明的第二方面提供一种混凝土接缝用自流平硅酮密封胶的制备方法，该方法包括将本发明的混凝土接缝用单组份自流平硅酮密封胶组合物的各组分进行混合的步骤。
混凝土接缝用单组份自流平硅酮密封胶组合物和密封胶，其特点是采用α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为基胶，引入填料、增塑剂、扩链剂，交联剂，除水剂、偶联剂和催化剂，从而得到断裂伸长率大于 1000％，拉伸模量小于0.4MPa的混凝土接缝用自流平硅酮密封胶。这种硅酮密封胶不但具有低的模量，而且弹性恢复能力很好，对混凝土粘结性好，耐侯性极佳，能保证接缝的长久密封。
并且，本发明的自流平硅酮密封胶制备方法简单，使用方便，储存期可达一年。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明的第一方面提供一种混凝土接缝用自流平硅酮密封胶组合物，该组合物含有α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、低增稠填料、补强填料、扩链剂、除水剂、偶联剂和催化剂，其中，相对于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，所述二甲基硅油的含量为15-30份重量份，所述补强填料的含量为10-40份重量份，所述扩链剂的含量为3-8份重量份，所述偶联剂的含量为3-15份重量份，所述催化剂的含量为0.1-0.8份重量份。其中，所述的补强填料为轻质纳米碳酸钙、重质纳米碳酸钙，所述扩链剂为甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷中的一种或者混合物，所述偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种，所述的催化剂为二甲基二月桂酸锡、二月桂酸酸二丁基锡、二月桂酸酸二辛基锡、二新癸酸二甲基锡和螯合锡中的一种或多种，优选的所述的催化剂为二甲基二月桂酸锡。
本发明的第二方面提供一种接缝用自流平硅酮密封胶的制备方法，该方法包括将本发明的混凝土接缝用自流平硅酮密封胶组合物的制备方法，包括(1)自流平硅酮嵌缝胶基料制备(2)自流平硅酮嵌缝胶制胶。
其中具体为，(1)自流平硅酮嵌缝胶基料制备：在行星搅拌分散机中加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(107硅橡胶)、补强填料、二甲基硅油常温搅拌30分钟，停机铲边，升温搅拌至120℃开始抽真空搅拌，维持温度在120-130℃、真空度-0.09MPa，抽真空搅拌3 小时，停机降温后基料制备完成。
(2)自流平硅酮嵌缝胶制胶：在行星搅拌分散机中加入制备好的基料、色浆、扩链剂抽真空搅拌35分钟、真空度-0.09MPa，然后停机铲边，加入二甲基硅油、偶联剂、催化剂，抽真空搅拌35分钟、真空度-0.09MPa，停机灌装后制胶完成。
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
(1)自流平硅酮嵌缝胶基料制备工艺
在行星搅拌分散机中加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(107硅橡胶)、补强填料、二甲基硅油常温搅拌30分钟，停机铲边，升温搅拌至120℃开始抽真空搅拌，维持温度在120-130℃、真空度 -0.09MPa，抽真空搅拌3小时，停机降温后基料制备完成。
(2)自流平硅酮嵌缝胶制胶工艺
在行星搅拌分散机中加入制备好的基料、色浆、扩链剂抽真空搅拌35分钟、真空度-0.09MPa；然后停机铲边，加入二甲基硅油、偶联剂、催化剂，抽真空搅拌35分钟、真空度-0.09MPa；停机灌装后制胶完成。
具体组成和重量份如下表：
Figure BDA0002736609660000051
Figure BDA0002736609660000061
实施例2
实施例2与实施例1的区别为组份的重量比和组份成分有所不同，制备方法同实施例1.
Figure BDA0002736609660000062
实施例3
实施例3与实施例1的区别为组份的重量比和组份成分有所不同，制备方法同实施例1.
Figure BDA0002736609660000063
Figure BDA0002736609660000071
实施例4
实施例4与实施例1的区别为组份的重量比和组份成分有所不同，制备方法同实施例1.
Figure BDA0002736609660000072
根据上述方法制备的产品经过测试取得了良好的材料性能，具体如下：
Figure BDA0002736609660000081
Figure BDA0002736609660000091
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案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 (7)

1.一种自流平硅酮嵌缝胶组合物，其特征在于该组合物含有α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(107硅橡胶)、二甲基硅油、补强填料、扩链剂、偶联剂、催化剂，其中相对于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，所述二甲基硅油的含量为15-30份重量份，所述补强填料的含量为10-40份重量份，所述扩链剂的含量为3-8份重量份，所述偶联剂的含量为0.5-3份重量份，所述催化剂的含量为0.1-0.8份重量份。
2.根据权利要求1中的一种自流平硅酮嵌缝胶组合物，其中所述的补强填料为轻质纳米碳酸钙、重质纳米碳酸钙。
3.根据权利要求1中的一种自流平硅酮嵌缝胶组合物，其中，所述扩链剂为甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷中的一种或者混合物。
4.根据权利要求1中的一种自流平硅酮嵌缝胶组合物，其中，所述偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
5.根据权利要求1中的一种自流平硅酮嵌缝胶组合物，其中，所述的催化剂为二甲基二月桂酸锡、二月桂酸酸二丁基锡、二月桂酸酸二辛基锡、二新癸酸二甲基锡和螯合锡中的一种或多种。
6.根据权利要求5中的一种自流平硅酮嵌缝胶组合物，其中，所述的催化剂为二甲基二月桂酸锡。
7.权利要求1中一种自流平硅酮嵌缝胶组合物的制备方法，其特征在于(1)自流平硅酮嵌缝胶基料制备：在行星搅拌分散机中加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(107硅橡胶)、补强填料、二甲基硅油常温搅拌30分钟，停机铲边，升温搅拌至120℃开始抽真空搅拌，维持温度在120-130℃、真空度-0.09MPa，抽真空搅拌3小时，停机降温后基料制备完成；(2)自流平硅酮嵌缝胶制胶：在行星搅拌分散机中加入制备好的基料、色浆、扩链剂抽真空搅拌35分钟、真空度-0.09MPa，然后停机铲边，加入二甲基硅油、偶联剂、催化剂，抽真空搅拌35分钟、真空度-0.09MPa，停机灌装后制胶完成。
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