CN112680180A - 一种高粘接强度的加成型硅橡胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高粘接强度的加成型硅橡胶及其制备方法。以重量份数计,所述加成型硅橡胶由包括如下组分的原料制备而成:端乙烯基硅油100份、气相法白炭黑20‑40份、甲氧基改性乙烯基硅油10‑40份、环氧基改性含氢硅油5‑20份、硅烷偶联剂1‑5份、抑制剂0.01‑0.1份;以铂的质量计,所述加成型硅橡胶的制备原料还包括10‑30ppm的铂催化剂;所述甲氧基改性乙烯基硅油由多乙烯基硅油与三甲氧基硅烷通过硅氢加成反应制得,所述环氧基改性含氢硅油由侧含氢硅油与烯丙基缩水甘油醚通过硅氢加成反应制得,所述硅烷偶联剂中含有N,N‑二甲基‑3‑氨基丙基三甲氧基硅烷。该加成型硅橡胶对各种基材的粘接强度高。

Description

一种高粘接强度的加成型硅橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及硅橡胶技术领域,特别是涉及一种高粘接强度的加成型硅橡胶及其制备方法。
背景技术
加成型硅橡胶由于本体力学强度高,固化时不放出小分子,固化收缩率极低,而且其温敏性的固化方式,通过调节温度可以控制其固化速度,因此具有缩合型硅橡胶不可比拟的诸多优势,在LED、电子电器等领域有着广泛的应用。然而,加成型硅橡胶的粘接性却远不如缩合型硅橡胶。加成型硅橡胶一般通过以下三种方式来提升粘接性:(1)使用底涂剂对基材进行表面处理;(2)添加特殊结构的增粘剂;(3)补强粉体改性。除此以外,加成型硅橡胶往往还需要较长时间的高温烘烤才能实现良好的粘接性。CN109401669A公开了一种中低温固化粘接的加成型液体硅橡胶,其自制了含硅氢基及丙烯酰氧基硅氧烷作为增粘剂,对基材的粘接具有局限性。CN106751907A公开了一种固化温度低,固化时间短且粘接强度高的加成型硅橡胶,其通过硅烷低聚物对粉体进行改性,工艺相对复杂,不易控制,难以大规模工业推广。
发明内容
基于此,本发明提供了一种对粘接基材适用性高,粘接强度高的加成型硅橡胶,其无需在配方中添加特殊结构的增粘剂,也无需对粉体进行特殊改性,并且无需长时间的高温烘烤,即可实现大多数基材的高强度粘接。
为达到上述目的,本发明采用以下方案:
一种粘接强度高的加成型硅橡胶,以重量份数计,由包括如下组分的原料制备而成:
Figure BDA0002863401690000011
Figure BDA0002863401690000021
以铂的质量计,所述加成型硅橡胶的制备原料还包括10-30ppm的铂催化剂;
所述甲氧基改性乙烯基硅油由多乙烯基硅油与三甲氧基硅烷通过硅氢加成反应制备得到,所述甲氧基改性乙烯基硅油具有式(I)所示结构:
Figure BDA0002863401690000022
所述多乙烯基硅油具有式(II)所示结构:
Figure BDA0002863401690000023
式(I)和式(II)中的a、b、c为正整数;
所述环氧基改性含氢硅油由侧含氢硅油与烯丙基缩水甘油醚通过硅氢加成反应制备得到,所述环氧基改性含氢硅油具有式(III)所示结构:
Figure BDA0002863401690000024
所述侧含氢硅油具有式(IV)所示结构:
Figure BDA0002863401690000025
式(III)和式(IV)中的m、n、p为正整数;
所述硅烷偶联剂中含有N,N-二甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
在其中一些实施例中,以重量份数计,所述粘接强度高的加成型硅橡胶,由包括如下组分的原料制备而成:
Figure BDA0002863401690000031
在其中一些实施例中,以重量份数计,所述粘接强度高的加成型硅橡胶,由包括如下组分的原料制备而成:
Figure BDA0002863401690000032
在其中一些实施例中,以铂的质量计,所述加成型硅橡胶的制备原料还包括10-15ppm的铂催化剂。
在其中一些实施例中,所述多乙烯基硅油在25℃的粘度为100-1000mPa.s,乙烯基含量为2-5wt%,所述甲氧基改性乙烯基硅油的乙烯基含量为1-3wt%,并且所述多乙烯基硅油中的乙烯基含量与所述甲氧基改性乙烯基硅油中的乙烯基含量之比为1.5-2.4:1。
在其中一些实施例中,所述多乙烯基硅油在25℃的粘度为400-600mPa.s,乙烯基含量为2.5-3.5wt%,所述甲氧基改性乙烯基硅油的乙烯基含量为1-2wt%,并且所述多乙烯基硅油中的乙烯基含量与所述甲氧基改性乙烯基硅油中的乙烯基含量之比为1.8-2.0:1。
在其中一些实施例中,所述侧含氢硅油在25℃的粘度为50-150mPa.s,含氢量为0.3-1.0wt%,所述环氧基改性含氢硅油的含氢量为0.2-0.5wt%,并且所述侧含氢硅油的含氢量与所述环氧基改性含氢硅油的含氢量之比为1.3-2.0:1。
在其中一些实施例中,所述侧含氢硅油在25℃的粘度为100-120mPa.s,含氢量为0.4-0.6wt%,所述环氧基改性含氢硅油的含氢量为0.2-0.4wt%,并且所述侧含氢硅油的含氢量与所述环氧基改性含氢硅油的含氢量之比为1.6-1.8:1。
在其中一些实施例中,所述甲氧基改性乙烯基硅油的制备方法包括如下步骤:将式(II)所示的多乙烯基硅油、甲苯和卡尔斯特铂催化剂搅拌均匀,然后滴加三甲氧基硅烷,滴加过程中反应温度保持55-65℃,滴完后在55-65℃的温度下继续反应2-4h,去除反应产物中的甲苯和未反应的三甲氧基硅烷以及催化剂,即得所述甲氧基改性乙烯基硅油。
在其中一些实施例中,所述多乙烯基硅油和三甲氧基硅烷的质量比为100:9-13。
在其中一些实施例中,所述环氧基改性含氢硅油的制备方法包括如下步骤:将所述式(IV)所示的侧含氢硅油、甲苯和卡尔斯特铂催化剂搅拌均匀,然后滴加烯丙基缩水甘油醚,滴加过程中反应温度保持55-65℃,滴完后在55-65℃的温度下继续反应2-4h,去除反应产物中的甲苯和未反应的烯丙基缩水甘油醚以及催化剂,即得所述环氧基改性含氢硅油。
在其中一些实施例中,所述侧含氢硅油和烯丙基缩水甘油醚的质量比为100:20-30。
在其中一些实施例中,所述硅烷偶联剂选自N,N-二甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的至少一种,并且至少有一种是N,N-二甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
在其中一些实施例中,所述硅烷偶联剂由偶联剂A和偶联剂B组成,所述偶联剂A为N,N-二甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷,所述偶联剂B选自γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。
在其中一些实施例中,所述硅烷偶联剂由偶联剂A、偶联剂B1和偶联剂B2组成,所述偶联剂A为N,N-二甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷,所述偶联剂B1为3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和/或3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷,所述偶联剂B2为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和/或γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷。
在其中一些实施例中,所述偶联剂A、偶联剂B1和偶联剂B2的质量比为1:3-7:2-6。
在其中一些实施例中,所述N,N-二甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷的重量份数为0.1-0.5份。
在其中一些实施例中,所述端乙烯基硅油在25℃的粘度为1000-20000mPa.s。
在其中一些实施例中,所述端乙烯基硅油在25℃的粘度为1000-10000mPa.s。
在其中一些实施例中,所述气相法白炭黑的比表面积为100-400m2/g。
在其中一些实施例中,所述抑制剂选自1-乙炔基-1-环己醇、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、2-甲基-3-丁炔基-2-醇、3-甲基-1-戊炔基-3-醇、3,5-二甲基-1-己炔基-3-醇和3-甲基-1-十二炔-3-醇中的至少一种。
在其中一些实施例中,所述铂催化剂选自氯铂酸、氯铂酸-异丙醇络合物、氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物中的至少一种。
本发明还提供了上述高粘接强度的加成型硅橡胶的制备方法。
具体技术方案如下:
一种上述的高粘接强度的加成型硅橡胶的制备方法,包括如下步骤:
a、将所述端乙烯基硅油和所述气相法白炭黑混合均匀,升温至120~150℃并抽真空,得基料;
b、将所述基料、甲氧基改性乙烯基硅油和环氧基改性含氢硅油混合;
c、加入所述硅烷偶联剂和抑制剂,搅拌;
d、最后加入所述催化剂,抽真空,搅拌,即得所述高粘接强度的加成型硅橡胶。
在其中一些实施例中,所述高粘接强度的加成型硅橡胶的制备方法包括如下步骤:
a、将所述端乙烯基硅油加入到捏合机中,然后分批加入所述气相法白炭黑,室温混合1~2h,升温至120~150℃并抽真空1~3h,得基料;
b、在室温下,将所述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机内,再将所述甲氧基改性乙烯基硅油和环氧基改性含氢硅油加入行星搅拌机或高速分散搅拌机内与所述基料一起混合10~30min;
c、加入所述硅烷偶联剂和抑制剂,搅拌10-20min;
d、最后加入所述催化剂,抽真空,搅拌5~15min,即得所述高粘接强度的加成型硅橡胶。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明在常规端乙烯基硅油作为基础聚合物的基础上引入了一定量的甲氧基改性乙烯基硅油,并使用一定量的含有环氧基的侧含氢硅油作为交联剂,配合一定量的气相白炭黑、硅烷偶联剂、抑制剂和铂催化剂,使所得加成型硅橡胶在较低的固化温度和固化时间下即可对各种基材料均具有高的粘结强度。甲氧基改性乙烯基硅油中的甲氧基和环氧基改性含氢硅油中的环氧基的引入大幅提高了加成型硅橡胶体系聚合物本体的极性,提高了反应活性,降低了固化反应温度。甲氧基改性乙烯基硅油不仅可以通过乙烯基参与交联反应,其含有的甲氧基也可与基材表面的羟基进行反应,从而促进粘接,提高粘结强度。同时,环氧基改性含氢硅油的Si-H基团一方面与端乙烯基硅油和甲氧基改性乙烯基硅油进行交联反应,另一方面其含有的环氧基在N,N-二甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷的作用下开环,进而可以与基材、硅烷偶联剂之间发生化学反应,从而进一步促进粘接,提高粘结强度。从而使本发明的高粘接强度的加成型硅橡胶具有粘接范围广、粘接强度高的特点,对玻璃、不锈钢、铝以及PBT、PC等基材均具有优异的粘接性。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
除非另有定义,本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不用于限制本发明。
本发明的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块,而是可选地还包括没有列出的步骤,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤。
在本发明中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
以下为具体实施例。
以下实施例中所述粘度都是指温度在25℃下的粘度。
本发明的甲氧基改性乙烯基硅油(MOMVS)制备方法包含以下步骤:
Figure BDA0002863401690000071
其中,a、b、c为正整数。
a、在装有搅拌器、回流冷凝器、滴液漏斗和温度计的烧瓶中,先加入100份多乙烯基硅油(粘度500mPa.s,乙烯基含量3wt%)、300份甲苯和20ppm卡尔斯特铂催化剂,搅拌均匀;
b、向上述混合液中缓慢滴加11份三甲氧基硅烷,滴加过程中反应温度保持60℃,滴完后继续反应3h(反应温度保持60℃);
c、反应产物经减压蒸除甲苯和未反应的三甲氧基硅烷,活性炭吸附除去催化剂,即得甲氧基改性乙烯基硅油(MOMVS)。
经测定,制备的甲氧基改性乙烯基硅油(MOMVS)的乙烯基含量1.55wt%。
本发明的环氧基改性含氢硅油(EPMHS)制备方法包含以下步骤:
Figure BDA0002863401690000072
其中,m、n、p为正整数;
a、在装有搅拌器、回流冷凝器、滴液漏斗和温度计的烧瓶中,先加入100份侧含氢硅油(粘度110mPa.s,含氢量0.5wt%)、300份甲苯和20ppm卡尔斯特铂催化剂,搅拌均匀;
b、向上述混合液中缓慢滴加25份烯丙基缩水甘油醚,滴加过程中反应温度保持60℃,滴完后继续反应3h(反应温度保持60℃);
c、反应产物经减压蒸除甲苯和未反应的烯丙基缩水甘油醚,活性炭吸附除去催化剂,即得环氧基改性含氢硅油(EPMHS)。
经测定,制备的环氧基改性含氢硅油(EPMHS)的含氢量为0.30wt%。
实施例1
一种加成型硅橡胶,其组成如下(以重量份数计):
Figure BDA0002863401690000081
制备方法包括以下步骤:
a、将100份所述端乙烯基硅油加入到捏合机中,然后分批加入气相法白炭黑,室温混合1.5h,升温至130℃并抽真空2h,得基料;
b、在室温下,将所述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机内,再将MOMVS、EPMHS加入行星搅拌机或高速分散搅拌机内与所述基料一起混合20min;
c、加入所述硅烷偶联剂和抑制剂,搅拌15min;
d、最后加入所述催化剂,抽真空,搅拌10min,即得。
实施例2
一种加成型硅橡胶,其组成如下(以重量份数计):
Figure BDA0002863401690000091
制备方法包括以下步骤:
a、将100份所述端乙烯基硅油加入到捏合机中,然后分批加入气相法白炭黑,室温混合1.5h,升温至130℃并抽真空2h,得基料;
b、在室温下,将所述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机内,再将MOMVS、EPMHS加入行星搅拌机或高速分散搅拌机内与所述基料一起混合20min;
c、加入所述硅烷偶联剂和抑制剂,搅拌15min;
d、最后加入所述催化剂,抽真空,搅拌10min,即得。
实施例3
一种加成型硅橡胶,其组成如下(以重量份数计):
Figure BDA0002863401690000092
Figure BDA0002863401690000101
制备方法包括以下步骤:
a、将100份所述端乙烯基硅油加入到捏合机中,然后分批加入气相法白炭黑,室温混合1.5h,升温至130℃并抽真空2h,得基料;
b、在室温下,将所述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机内,再将MOMVS、EPMHS加入行星搅拌机或高速分散搅拌机内与所述基料一起混合20min;
c、加入所述硅烷偶联剂和抑制剂,搅拌15min;
d、最后加入所述催化剂,抽真空,搅拌10min,即得。
实施例4
一种加成型硅橡胶,其组成如下(以重量份数计):
Figure BDA0002863401690000102
制备方法包括以下步骤:
a、将100份所述端乙烯基硅油加入到捏合机中,然后分批加入气相法白炭黑,室温混合1.5h,升温至130℃并抽真空2h,得基料;
b、在室温下,将所述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机内,再将MOMVS、EPMHS加入行星搅拌机或高速分散搅拌机内与所述基料一起混合20min;
c、加入所述硅烷偶联剂和抑制剂,搅拌15min;
d、最后加入所述催化剂,抽真空,搅拌10min,即得。
实施例5
一种加成型硅橡胶,其组成如下(以重量份数计):
Figure BDA0002863401690000111
制备方法包括以下步骤:
a、将100份所述端乙烯基硅油加入到捏合机中,然后分批加入气相法白炭黑,室温混合1.5h,升温至130℃并抽真空2h,得基料;
b、在室温下,将所述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机内,再将MOMVS、EPMHS加入行星搅拌机或高速分散搅拌机内与所述基料一起混合20min;
c、加入所述硅烷偶联剂和抑制剂,搅拌15min;
d、最后加入所述催化剂,抽真空,搅拌10min,即得。
实施例6
一种加成型硅橡胶,其组成如下(以重量份数计):
Figure BDA0002863401690000112
Figure BDA0002863401690000121
制备方法包括以下步骤:
a、将100份所述端乙烯基硅油加入到捏合机中,然后分批加入气相法白炭黑,室温混合1.5h,升温至130℃并抽真空2h,得基料;
b、在室温下,将所述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机内,再将MOMVS、EPMHS加入行星搅拌机或高速分散搅拌机内与所述基料一起混合20min;
c、加入所述硅烷偶联剂和抑制剂,搅拌15min;
d、最后加入所述催化剂,抽真空,搅拌10min,即得。
实施例7
一种加成型硅橡胶,其组成如下(以重量份数计):
Figure BDA0002863401690000122
制备方法包括以下步骤:
a、将100份所述端乙烯基硅油加入到捏合机中,然后分批加入气相法白炭黑,室温混合1.5h,升温至130℃并抽真空2h,得基料;
b、在室温下,将所述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机内,再将MOMVS、EPMHS加入行星搅拌机或高速分散搅拌机内与所述基料一起混合20min;
c、加入所述硅烷偶联剂和抑制剂,搅拌15min;
d、最后加入所述催化剂,抽真空,搅拌10min,即得。
对比例1
一种加成型硅橡胶,其组成如下(以重量份数计):
Figure BDA0002863401690000131
制备方法包括以下步骤:
a、将100份所述端乙烯基硅油加入到捏合机中,然后分批加入气相法白炭黑,室温混合1.5h,升温至130℃并抽真空2h,得基料;
b、在室温下,将所述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机内,再将多乙烯基硅油、侧含氢硅油加入行星搅拌机或高速分散搅拌机内与所述基料一起混合20min;
c、加入所述硅烷偶联剂和抑制剂,搅拌15min;
d、最后加入所述催化剂,抽真空,搅拌10min,即得。
对比例2
一种加成型硅橡胶,其组成如下(以重量份数计):
Figure BDA0002863401690000132
Figure BDA0002863401690000141
制备方法包括以下步骤:
a、将100份所述端乙烯基硅油加入到捏合机中,然后分批加入气相法白炭黑,室温混合1.5h,升温至130℃并抽真空2h,得基料;
b、在室温下,将所述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机内,再将MOMVS、侧含氢硅油加入行星搅拌机或高速分散搅拌机内与所述基料一起混合20min;
c、加入所述硅烷偶联剂和抑制剂,搅拌15min;
d、最后加入所述催化剂,抽真空,搅拌10min,即得。
对比例3
一种加成型硅橡胶,其组成如下(以重量份数计):
Figure BDA0002863401690000142
制备方法包括以下步骤:
a、将100份所述端乙烯基硅油加入到捏合机中,然后分批加入气相法白炭黑,室温混合1.5h,升温至130℃并抽真空2h,得基料;
b、在室温下,将所述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机内,再将多乙烯基硅油、EPMHS加入行星搅拌机或高速分散搅拌机内与所述基料一起混合20min;
c、加入所述硅烷偶联剂和抑制剂,搅拌15min;
d、最后加入所述催化剂,抽真空,搅拌10min,即得。
对比例4
一种加成型硅橡胶,其组成如下(以重量份数计):
Figure BDA0002863401690000151
制备方法包括以下步骤:
a、将100份所述端乙烯基硅油加入到捏合机中,然后分批加入气相法白炭黑,室温混合1.5h,升温至130℃并抽真空2h,得基料;
b、在室温下,将所述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机内,再将MOMVS、EPMHS加入行星搅拌机或高速分散搅拌机内与所述基料一起混合20min;
c、加入所述硅烷偶联剂和抑制剂,搅拌15min;
d、最后加入所述催化剂,抽真空,搅拌10min,即得。
实施例1-7以及对比例1-4所述加成型硅橡胶的配方组成一览表如表1所示。
表1加成型硅橡胶的配方组成(以重量份计)
Figure BDA0002863401690000161
a:对比例4中的硅烷偶联剂中不含N,N-二甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
将上述实施例1-7和对比例1-4制备的的加成型硅橡胶按照GB/T 7124《胶粘剂拉伸剪切强度的测定(刚性材料对刚性材料)》对玻璃、金属(铝、不锈钢)和塑料(PBT、PC)基材进行制样,固化条件80℃/30min,测试拉伸剪切强度,测试结果如下:
表2粘接测试结果
Figure BDA0002863401690000162
Figure BDA0002863401690000171
通过表2可知,实施例1-7制备的加成型硅橡胶对玻璃、金属(铝、不锈钢)和塑料(PBT、PC)基材均具有良好的粘接性,拉伸剪切强度均>2MPa,内聚破坏率≥80%,绝大多数基材拉伸剪切强度接近或超过3MPa,且为100%内聚破坏。与之相对的是,对比例1未使用MOMVS和EPMHS,拉伸剪切强度均小于1MPa,对PBT和PC基材甚至只有0.3MPa,无内聚破坏;对比例2和对比例3在胶料配方中单独加入了MOMVS或EPMHS,虽然粘接性具有一定提升,但拉伸剪切强度仅为1MPa左右,内聚破坏率<50%。对比例4使用了MOMVS和EPMHS,但未使用N,N-二甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷,其粘接性优于对比例1-3,但均不如实施例效果好。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高粘接强度的加成型硅橡胶,其特征在于,以重量份数计,由包括如下组分的原料制备而成:
Figure FDA0002863401680000011
以铂的质量计,所述加成型硅橡胶的制备原料还包括10-30ppm的铂催化剂;
所述甲氧基改性乙烯基硅油由多乙烯基硅油与三甲氧基硅烷通过硅氢加成反应制备得到,所述甲氧基改性乙烯基硅油具有式(I)所示结构:
Figure FDA0002863401680000012
所述多乙烯基硅油具有式(II)所示结构:
Figure FDA0002863401680000013
式(I)和式(II)中的a、b、c为正整数;
所述环氧基改性含氢硅油由侧含氢硅油与烯丙基缩水甘油醚通过硅氢加成反应制备得到,所述环氧基改性含氢硅油具有式(III)所示结构:
Figure FDA0002863401680000014
所述侧含氢硅油具有式(IV)所示结构:
Figure FDA0002863401680000021
式(III)和式(IV)中的m、n、p为正整数;
所述硅烷偶联剂中含有N,N-二甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
2.根据权利要求1所述的高粘接强度的加成型硅橡胶,其特征在于,以重量份数计,由包括如下组分的原料制备而成:
Figure FDA0002863401680000022
优选地,所述的高粘接强度的加成型硅橡胶,以重量份数计,由包括如下组分的原料制备而成:
Figure FDA0002863401680000023
优选地,所述加成型硅橡胶的制备原料还包括10-15ppm的铂催化剂。
3.根据权利要求1所述的高粘接强度的加成型硅橡胶,其特征在于,所述多乙烯基硅油在25℃的粘度为100-1000mPa.s,乙烯基含量为2-5wt%,所述甲氧基改性乙烯基硅油的乙烯基含量为1-3wt%,并且所述多乙烯基硅油中的乙烯基含量与所述甲氧基改性乙烯基硅油中的乙烯基含量之比为1.5-2.4:1;优选地,所述多乙烯基硅油在25℃的粘度为400-600mPa.s,乙烯基含量为2.5-3.5wt%,所述甲氧基改性乙烯基硅油的乙烯基含量为1-2%,并且所述多乙烯基硅油中的乙烯基含量与所述甲氧基改性乙烯基硅油中的乙烯基含量之比为1.8-2.0:1。
4.根据权利要求1所述的高粘接强度的加成型硅橡胶,其特征在于,所述侧含氢硅油在25℃的粘度为50-150mPa.s,含氢量为0.3-1.0wt%,所述环氧基改性含氢硅油的含氢量为0.2-0.5wt%,并且所述侧含氢硅油的含氢量与所述环氧基改性含氢硅油的含氢量之比为1.3-2.0:1;优选地,所述侧含氢硅油在25℃的粘度为100-120mPa.s,含氢量为0.4-0.6wt%,所述环氧基改性含氢硅油的含氢量为0.2-0.4wt%,并且所述侧含氢硅油的含氢量与所述环氧基改性含氢硅油的含氢量之比为1.6-1.8:1。
5.根据权利要求1所述的高粘接强度的加成型硅橡胶,其特征在于,所述甲氧基改性乙烯基硅油的制备方法包括如下步骤:将式(II)所示的多乙烯基硅油、甲苯和卡尔斯特铂催化剂搅拌均匀,然后滴加三甲氧基硅烷,滴加过程中反应温度保持55-65℃,滴完后在55-65℃的温度下继续反应2-4h,去除反应产物中的甲苯和未反应的三甲氧基硅烷以及催化剂,即得所述甲氧基改性乙烯基硅油;和/或,
所述环氧基改性含氢硅油的制备方法包括如下步骤:将所述式(IV)所示的侧含氢硅油、甲苯和卡尔斯特铂催化剂搅拌均匀,然后滴加烯丙基缩水甘油醚,滴加过程中反应温度保持55-65℃,滴完后在55-65℃的温度下继续反应2-4h,去除反应产物中的甲苯和未反应的烯丙基缩水甘油醚以及催化剂,即得所述环氧基改性含氢硅油。
6.根据权利要求5所述的高粘接强度的加成型硅橡胶,其特征在于,所述多乙烯基硅油和三甲氧基硅烷的质量比为100:9-13;和/或,所述侧含氢硅油和烯丙基缩水甘油醚的质量比为100:20-30。
7.根据权利要求1所述的高粘接强度的加成型硅橡胶,其特征在于,所述硅烷偶联剂选自N,N-二甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的至少一种,并且至少有一种是N,N-二甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷;
优选地,所述硅烷偶联剂由偶联剂A和偶联剂B组成,所述偶联剂A为N,N-二甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷,所述偶联剂B选自γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的至少一种;
优选地,所述硅烷偶联剂由偶联剂A、偶联剂B1和偶联剂B2组成,所述偶联剂A为N,N-二甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷,所述偶联剂B1为3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和/或3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷,所述偶联剂B2为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和/或γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷;
优选地,所述偶联剂A、偶联剂B1和偶联剂B2的质量比为1:3-7:2-6;
优选地,所述N,N-二甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷的重量份数为0.1-0.5份。
8.根据权利要求1-7任一项所述的高粘接强度的加成型硅橡胶,其特征在于,所述端乙烯基硅油在25℃的粘度为1000-20000mPa.s;和/或,
所述气相法白炭黑的比表面积为100-400m2/g;和/或,
所述抑制剂选自1-乙炔基-1-环己醇、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、2-甲基-3-丁炔基-2-醇、3-甲基-1-戊炔基-3-醇、3,5-二甲基-1-己炔基-3-醇和3-甲基-1-十二炔-3-醇中的至少一种;和/或,
所述铂催化剂选自氯铂酸、氯铂酸-异丙醇络合物、氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物中的至少一种。
9.一种权利要求1-8任一项所述的高粘接强度的加成型硅橡胶的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
a、将所述端乙烯基硅油和所述气相法白炭黑混合均匀,升温至120~150℃并抽真空,得基料;
b、将所述基料、甲氧基改性乙烯基硅油和环氧基改性含氢硅油混合;
c、加入所述硅烷偶联剂和抑制剂,搅拌;
d、最后加入所述催化剂,抽真空,搅拌,即得所述高粘接强度的加成型硅橡胶。
10.根据权利要求9所述的高粘接强度的加成型硅橡胶的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
a、将所述端乙烯基硅油加入到捏合机中,然后分批加入所述气相法白炭黑,室温混合1~2h,升温至120~150℃并抽真空1~3h,得基料;
b、在室温下,将所述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机内,再将所述甲氧基改性乙烯基硅油和环氧基改性含氢硅油加入行星搅拌机或高速分散搅拌机内与所述基料一起混合10~30min;
c、加入所述硅烷偶联剂和抑制剂,搅拌10~20min;
d、最后加入所述催化剂,抽真空,搅拌5~15min,即得所述高粘接强度的加成型硅橡胶。
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