CN112680174A - 改性硅酮胶及其制备方法和应用、真空玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性硅酮胶及其制备方法和应用、真空玻璃，该改性硅酮胶，按重量百分比计，其组分包括70％～85％的硅酮胶和15％～30％的空心玻璃微珠。通过在硅酮胶中加入特定比例的空心玻璃微珠，由于空心玻璃微珠本身较佳的抗压强度高、热收缩性系数小以及其独特的空心结构，使得硅酮胶能够在保持较佳的流动性以及粘性地同时，还能够显著降低硅酮胶的导热系数，进而将其用于真空玻璃的密封时，能够提高真空玻璃的隔热效果。
Description
技术领域
本发明涉及高分子密封材料技术领域，具体而言，涉及一种改性硅酮胶及其制备方法和应用、真空玻璃。
背景技术
硅酮胶是一种类似软膏，一旦接触空气中的水分就会固化成一种坚韧的橡胶类固体的材料。主要分为脱醋酸型，脱醇型，脱氨型，脱丙型。硅酮胶因为常被用于玻璃方面的粘接和密封，所以俗称玻璃胶。在制备真空玻璃时，常作为密封胶使用。而随着人们生活水平的日益提高，对于真空玻璃的使用也越来越高，相应的对真空玻璃的隔热效果也提出了更高的要求，现有的硅酮胶由于其导热系数较高，进而作为密封胶使用时，会影响真空玻璃的隔热性能。因此，亟需一种在满足较佳的流动性和粘接性的要求的同时，还具有较低导热系数的硅酮胶。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性硅酮胶及其制备方法和应用、真空玻璃，以改善上述技术问题中的至少一种问题。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明提供了一种改性硅酮胶，按重量百分比计，其组分包括70％～85％的硅酮胶和15％～30％的空心玻璃微珠。
可选地，按重量百分比计，其包括75％～80％的硅酮胶和20％～25％的空心玻璃微珠。
可选地，空心玻璃微珠的粒径小于40μm，优选25～40μm。
可选地，硅酮胶为双组分硅酮胶。
可选地，硅酮胶的原料包括A组分和B组分，按重量份计，所述A组分包括羟端基二甲基硅橡胶95～105份、硅烷交联剂2～4份、增粘剂0.8～1.2份、催化剂0.08～0.12份，所述B组分包括羟端基二甲基硅橡胶45～55份和促进剂18～22份。
可选地，硅烷交联剂包括甲基三(二烷基二肟)硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、丙基三丁酮肟基硅烷、四(甲基异丁酮肟基)硅烷中的至少一种。
可选地，增粘剂包括γ-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1,2-环氧乙氧基三甲氧基硅烷、环氧环己基三甲氧基硅烷中的至少一种。
可选地，催化剂为有机锡化合物，更优选地，所催化剂为NT CAT SI220、NT CAT E-14或二月硅酸二丁基锡。
可选地，促进剂包括丁胺、2-氨乙基-3氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
第二方面，本发明还提供了上述改性硅酮胶的制备方法，其包括：按照改性硅酮胶的组分百分比制备改性硅酮胶。
可选地，当硅酮胶包括A组分和B组分时，将空心玻璃微珠和A组分的混合物与B组分再次混合得到反应原料混合物，再进行固化成型，或将空心玻璃微珠和B组分的混合物与A组分再次混合得到反应原料混合物，再进行固化成型。
可选地，按重量份计，当A组分包括羟端基二甲基硅橡胶95～105份、硅烷交联剂2～4份、增粘剂0.8～1.2份、催化剂0.08～0.12份以及所述B组分包括羟端基二甲基硅橡胶45～55份和促进剂18～22份时，先将所述空心玻璃微珠和A组分混合均匀，再和B组分混合均匀，以得到反应原料混合物。
可选地，将原料混合物固化成型的温度为50～60℃，优选55℃，固化时间为6～8h，优选7h。
第三方面，本发明还提供了上述改性硅酮胶作为密封胶制备真空玻璃上的应用。
第四方面，本发明还提供了一种真空玻璃，其密封胶为上述改性硅酮胶。
本发明的技术方案之一至少具有以下有益效果：通过在硅酮胶中加入特定比例的空心玻璃微珠，由于空心玻璃微珠本身较佳的抗压强度高、热收缩性系数小以及其独特的空心结构，使得硅酮胶能够在保持较佳的流动性以及粘性地同时，还能够显著降低硅酮胶的导热系数，进而将其用于真空玻璃的密封时，能够提高真空玻璃的隔热效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的实施例和对比例中，不同含量空心玻璃微珠的硅酮胶的导热系数趋势图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明提供的一种改性硅酮胶及其制备方法和应用、真空玻璃进行具体说明。
本发明的一些实施方式提供了一种改性硅酮胶，按重量百分比计，其组分包括70％～85％的硅酮胶和15％～30％的空心玻璃微珠。
发明人通过在硅酮胶的基础上创造性地发现将空心玻璃微珠以特定加入到硅酮胶中，能够显著改善硅酮胶的导热性能，降低其导热系数。发明人创造性地选择了空心玻璃微珠，空心玻璃微珠相当于其他玻璃微珠由于其空心结构，使得其具有更差的导热系数，并且还具有抗压强度高、熔点高、电阻率高和热收缩系数小等特点，能够对硅酮胶进行性能补强，从而在加入空心玻璃微珠后能够在较佳的流动性和粘性的同时，还显著降低了硅酮胶的导热系数。
一些实施方式中，为了进一步综合考虑流动性、粘性以及导热系数，对空心玻璃微珠的添加量进行了优化，即按重量百分比计，其包括75％～80％的硅酮胶和20％～25％的空心玻璃微珠。
具体地，由于硅酮胶主要用于密封胶，因此，空心玻璃微珠在硅酮胶中的分布情况也会影响硅酮胶的整体性能，而空心玻璃微珠的粒径则是影响其分布性能的重要因素之一，因此，在本发明的一些较佳的实施方式中，空心玻璃微珠的粒径可小于40μm，优选25～40μm。
进一步地，硅酮胶具体成分的选择也决定了和空心玻璃微珠的适应性，以及硅酮胶的流动性和粘性以及机械强度等，本发明的一些实施方式中，硅酮胶可选择为双组分硅酮胶。
具体地，硅酮胶的原料包括A组分和B组分，按重量份计，A组分包括羟端基二甲基硅橡胶95～105份、硅烷交联剂2～4份、增粘剂0.8～1.2份、催化剂0.08～0.12份，B组分包括羟端基二甲基硅橡胶45～55份和促进剂18～22份。
硅烷交联剂在组成中主要起到将橡胶和其他原料之间形成网状交联体系的作用，一些实施方式中，硅烷交联剂包括甲基三(二烷基二肟)硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、丙基三丁酮肟基硅烷、四(甲基异丁酮肟基)硅烷中的至少一种。例如，硅烷交联剂为甲基三(二烷基二肟)硅烷。
增粘剂起到增加硅酮胶的粘接效果的作用，一些实施方式中，增粘剂包括r-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1,2-环氧乙氧基三甲氧基硅烷、环氧环己基三甲氧基硅烷中的至少一种。例如，增粘剂可为r-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷。
催化剂在组成中主要起到提高硫化速度的作用，有利于待交联原料之间的交联速度，一些实施方式中，催化剂为有机锡化合物，更优选地，所催化剂为NT CAT SI220、NT CATE-14、二月硅酸二丁基锡。
促进剂在组成中主要起到降低硫化温度、减少硫化速度，加快硫化速度等作用，一些实施方式中，促进剂包括丁胺、2-氨乙基-3氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
本发明的实施方式中选择了双组分硅酮胶，而双组分硅酮胶需要A、B组分混合后才发生交联反应进行固化，因此，在反应之前可以将空心玻璃微珠与其中一种组分充分均匀后，与另外一种组分混合后，在反应过程中均匀分布于硅酮胶中，进而可达到较佳的分布效果，使得改性后的硅酮胶的性能更佳。
本发明的一些实施方式还提供了上述改性硅酮胶的制备方法，其包括：按照改性硅酮胶的组分百分比制备改性硅酮胶。
具体地，当硅酮胶包括A组分和B组分时，将空心玻璃微珠和A组分的混合物与B组分再次混合得到反应原料混合物进行固化成型，或将空心玻璃微珠和B组分的混合物与A组分再次混合得到反应原料混合物进行固化成型。即在制备过程中，避免发生交联后再加入空心玻璃微珠，否则会使得空心玻璃微珠在硅酮胶的网状结构内分布不均，进而影响其整体性能。
进一步地，按重量份计，当A组分包括羟端基二甲基硅橡胶95～105份、硅烷交联剂2～4份、增粘剂0.8～1.2份、催化剂0.08～0.12份以及所述B组分包括羟端基二甲基硅橡胶45～55份和促进剂18～22份时，先将所述空心玻璃微珠和A组分混合均匀，再和B组分混合均匀，以得到原料混合物。
一些实施方中，将原料混合物固化成型的温度为50～60℃，优选55℃，固化时间为7h。
进一步地，本发明的一些实施方式还提供了上述改性硅酮胶作为密封胶制备真空玻璃上的应用。由于上述改性硅酮胶较低的导热系数，同时也含有较佳的流动性和粘性，因此，在作为密封胶制备真空玻璃时，能够提高真空玻璃的隔热效果。
进一步地，本发明的一些实施方式还提供了一种真空玻璃，其密封胶为上述改性硅酮胶。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供的改性硅酮胶按质量百分比包括15％的空心玻璃微珠和85％的硅酮胶，其中，空心玻璃微珠的粒径分布为D90＝40μm。硅酮胶的原料包括A组分和B组分，A组分由羟端基二甲基硅橡胶100份、甲基三(二烷基二肟)硅烷3份、r-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷1份以及二酰氧庚烷二丁基锡0.1份组成，B组分由羟端基二甲基硅橡胶50份和丁胺20份组成。
本实施例的改性硅酮胶的制备方法为：
将A组分的各原料组成和空心玻璃微珠共混均匀，再和B组分混合均匀，制成两个30*30*3mm的样板，置于55℃的烘箱中快速固化成型。
实施例2
本实施例提供的改性硅酮胶按质量百分比包括20％的空心玻璃微珠和80％的硅酮胶，其中，空心玻璃微珠的粒径分布为D90＝40μm。硅酮胶的原料包括A组分和B组分，A组分由羟端基二甲基硅橡胶100份、甲基三(二烷基二肟)硅烷3份、r-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷1份以及二酰氧庚烷二丁基锡0.1份组成，B组分由羟端基二甲基硅橡胶50份和丁胺20份组成。
本实施例的改性硅酮胶的制备方法为：
将A组分的各原料组成和空心玻璃微珠共混均匀，再和B组分混合均匀，制成两个30*30*3mm的样板，置于55℃的烘箱中快速固化成型。
实施例3
本实施例提供的改性硅酮胶按质量百分比包括25％的空心玻璃微珠和75％的硅酮胶，其中，空心玻璃微珠的粒径分布为D90＝40μm。硅酮胶的原料包括A组分和B组分，A组分由羟端基二甲基硅橡胶100份、甲基三(二烷基二肟)硅烷3份、r-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷1份以及二酰氧庚烷二丁基锡0.1份组成，B组分由羟端基二甲基硅橡胶50份和丁胺20份组成。
本实施例的改性硅酮胶的制备方法为：
将A组分的各原料组成和空心玻璃微珠共混均匀，再和B组分混合均匀，制成两个30*30*3mm的样板，置于55℃的烘箱中快速固化成型。
实施例4
本实施例提供的改性硅酮胶按质量百分比包括30％的空心玻璃微珠和70％的硅酮胶，其中，空心玻璃微珠的粒径分布为D90＝40μm。硅酮胶的原料包括A组分和B组分，A组分由羟端基二甲基硅橡胶100份、甲基三(二烷基二肟)硅烷3份、r-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷1份以及二酰氧庚烷二丁基锡0.1份组成，B组分由羟端基二甲基硅橡胶50份和丁胺20份组成。
本实施例的改性硅酮胶的制备方法为：
将A组分的各原料组成和空心玻璃微珠共混均匀，再和B组分混合均匀，制成两个30*30*3mm的样板，置于55℃的烘箱中快速固化成型。
实施例5
本实施例提供的改性硅酮胶按质量百分比包括25％的空心玻璃微珠和75％的硅酮胶，其中，空心玻璃微珠的粒径分布为D90＝40μm。硅酮胶的原料包括A组分和B组分，A组分由羟端基二甲基硅橡胶105份、甲基三(二烷基二肟)硅烷4份、r-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷1.2份以及二酰氧庚烷二丁基锡0.12份组成，B组分由羟端基二甲基硅橡胶55份和丁胺22份组成。
本实施例的改性硅酮胶的制备方法为：
将A组分的各原料组成和空心玻璃微珠共混均匀，再和B组分混合均匀，制成两个30*30*3mm的样板，置于58℃的烘箱中快速固化成型。
实施例6
本实施例提供的改性硅酮胶按质量百分比包括25％的空心玻璃微珠和75％的硅酮胶，其中，空心玻璃微珠的粒径分布为D90＝40μm。硅酮胶的原料包括A组分和B组分，A组分由羟端基二甲基硅橡胶95份、甲基三(二烷基二肟)硅烷2.5份、r-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷0.8份以及二酰氧庚烷二丁基锡0.08份组成，B组分由羟端基二甲基硅橡胶46份和丁胺19份组成。
本实施例的改性硅酮胶的制备方法为：
将A组分的各原料组成和空心玻璃微珠共混均匀，再和B组分混合均匀，制成两个30*30*3mm的样板，置于53℃的烘箱中快速固化成型。
对比例1
本对比例提供的改性硅酮胶按质量百分比包括35％的空心玻璃微珠和65％的硅酮胶，其中，空心玻璃微珠的粒径分布为D90＝40μm。硅酮胶的原料包括A组分和B组分，A组分由羟端基二甲基硅橡胶100份、甲基三(二烷基二肟)硅烷3份、r-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷1份以及二酰氧庚烷二丁基锡0.1份组成，B组分由羟端基二甲基硅橡胶50份和丁胺20份组成。
本对比例的改性硅酮胶的制备方法为：
将A组分的各原料组成和空心玻璃微珠共混均匀，再和B组分混合均匀，制成两个30*30*3mm的样板，置于55℃的烘箱中快速固化成型。
对比例2
本对比例提供的硅酮胶的原料包括A组分和B组分，A组分由羟端基二甲基硅橡胶100份、甲基三(二烷基二肟)硅烷3份、r-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷1份以及二酰氧庚烷二丁基锡0.1份组成，B组分由羟端基二甲基硅橡胶50份和丁胺20份组成。
本对比例的硅酮胶的制备方法为：
将A组分的各原料共混均匀，再和B组分的混合物进行均匀混合，制成两个30*30*3mm的样板，置于55℃的烘箱中快速固化成型。
将实施例1～4以及对比例1、2制备得到的最终的硅酮胶产品进行性能测试，其中，导热系数采用Hot Disk TPS2500S,Sweden进行测试，挤出性采用GB/T 13477第4章4.2.2中B方法测试，拉伸强度采用GB/T 528-1998，拉伸速度为500mm/min。测试结果如表1所示。
表1
对实施例1-4以及对比例1-2的导热系数进行分析，可以看出空心玻璃微珠对于硅酮胶导热系数的影响，如图1的趋势图所示。
综上所述，通过在硅酮胶中添加空心玻璃微珠后，不仅可以起到补强的作用，同时其独特的空心结构也可使硅酮胶在密封时的隔热效果更好，并且将空心玻璃微珠与硅酮胶以特定比例共混固化后，硅酮胶仍然保持有较佳的流动性和粘性，有利于硅酮胶在真空玻璃密封领域的应用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种改性硅酮胶，其特征在于，按重量百分比计，其组分包括70％～85％的硅酮胶和15％～30％的空心玻璃微珠。
2.根据权利要求1所述的改性硅酮胶，其特征在于，按重量百分比计，其包括75％～80％的硅酮胶和20％～25％的空心玻璃微珠。
3.根据权利要求1所述的改性硅酮胶，其特征在于，所述空心玻璃微珠的粒径小于40μm，优选25～40μm。
4.根据权利要求1～3任一项所述的改性硅酮胶，其特征在于，所述硅酮胶为双组分硅酮胶；
优选地，所述硅酮胶的原料包括A组分和B组分，按重量份计，所述A组分包括羟端基二甲基硅橡胶95～105份、硅烷交联剂2～4份、增粘剂0.8～1.2份、催化剂0.08～0.12份，所述B组分包括羟端基二甲基硅橡胶45～55份和促进剂18～22份。
5.根据权利要求4所述的改性硅酮胶，其特征在于，所述硅烷交联剂包括甲基三(二烷基二肟)硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、丙基三丁酮肟基硅烷和四(甲基异丁酮肟基)硅烷中的至少一种；
优选地，所述增粘剂包括γ-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1,2-环氧乙氧基三甲氧基硅烷和环氧环己基三甲氧基硅烷中的至少一种；
优选地，所述催化剂为有机锡化合物，更优选地，所催化剂包括NT CAT SI220、NT CATE-14和二月硅酸二丁基锡中的至少一种；
优选地，所述促进剂包括2-氨乙基-3氨丙基甲基二甲氧基硅烷和γ氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的一种。
6.如权利要求1～5任一项所述的改性硅酮胶的制备方法，其特征在于，其包括：按照所述改性硅酮胶的组分百分比制备所述改性硅酮胶。
7.根据权利要求6所述的改性硅酮胶的制备方法，其特征在于，当所述硅酮胶包括A组分和B组分时，将所述空心玻璃微珠和A组分的混合物与B组分再次混合得到反应原料混合物，再进行固化成型，或将所述空心玻璃微珠和B组分的混合物与A组分再次混合得到反应原料混合物后，再进行固化成型；
优选地，按重量份计，当所述A组分包括羟端基二甲基硅橡胶95～105份、硅烷交联剂2～4份、增粘剂0.8～1.2份、催化剂0.08～0.12份以及所述B组分包括羟端基二甲基硅橡胶45～55份和促进剂18～22份时，先将所述空心玻璃微珠和A组分混合均匀，再和B组分混合均匀，以得到所述反应原料混合物。
8.根据权利要求7所述的改性硅酮胶的制备方法，其特征在于，将所述反应原料混合物固化成型的温度为50～60℃，优选55℃，固化时间为6～8h，优选7h。
9.如权利要求1～5任一项所述的改性硅酮胶作为密封胶制备真空玻璃上的应用。
10.一种真空玻璃，其特征在于，其密封胶为如权利要求1～5任一项所述的改性硅酮胶。
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