CN113122174A - 一种高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶及其制备方法和应用，该密封胶由以下重量份的物质组成：硅烷改性聚合物60‑80份、填料5‑20份、增塑剂0‑20份、防霉剂0.1‑5份、吸水剂0.5‑3份、光稳定剂0.5‑2份、抗氧化剂0.5‑2份、硅烷偶联剂0.5‑5份和催化剂0.2‑3份。本发明制备的硅烷改性聚合物密封胶具有高透明度，0级防霉且耐黄变，无毒无害、绿色环保，在高温高湿等严苛环境下，具有优异的粘接性、密封性、耐老化性和可涂饰性等，适用于对防霉环保高要求的家装和车辆工程等领域使用。本发明实现了硅烷改性聚合物及其密封胶一体化工艺，制备方法简单，操作方便，生产成本低，易于实现工业化。
Description
技术领域
本发明属于密封胶技术领域，具体涉及一种高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶及其制备方法与应用。
技术背景
密封胶是有一定粘结性的密封材料，广泛应用于家装、建筑、电子、汽车和航天等工业和民用领域。随着各行各业不断发展，对于密封胶性能不断提出更高的要求。在家装和电子工业领域，要求密封胶具有优异的密封和粘接性能外，还要无毒无害、绿色环保，同时要有极高的透明度和防霉性能。在湿热的环境下，产生的霉菌会破坏密封胶结构，容易发生霉变、软化和形变等问题，严重影响其使用效果和美观性。
目前透明防霉型密封胶主要有硅酮、聚氨酯、丙烯酸和环氧几大类。其中丙烯酸、环氧类产品强度高，但交联密度高，质脆伸长率小，柔韧性不够。硅酮密封胶，按性质分为中性密封胶、酸性密封胶。其中，酸性密封胶粘接力强，但有一定的腐蚀性，适用材质有限，刺激性味道也大，且酸性可促进霉菌生长，因此应用受限；中型硅酮密封防霉胶与聚氨酯防霉剂胶因其不同性能优势应用在不同环境中。但传统中型硅酮透明胶透明度不高，聚氨酯胶自身耐候性偏差，容易发生黄变，仍有改进空间。
硅烷改性聚合物密封胶是一种高性能环保密封胶，兼具聚氨酯密封胶和硅酮密封胶的优点，具有优异的力学性能、良好的粘结性，环境友好性，是国内外环保密封胶的主要发展方向。但目前透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶，普遍存在一些缺陷，如透明度不高，或高透明度在使用过程中，会出现不同程度黄变和霉变，持久性不佳。
发明内容
为解决上述问题，本发明目的是提供一种高透明度、防霉持久性好、绿色环保的硅烷改性聚合物密封胶，还提供了一种该高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶的制备方法和应用。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实施：一种高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶，按照重量份数由如下原料制备而成：硅烷改性聚合物60-80份、填料5-20份、增塑剂0-20份、防霉剂0.1-5份、吸水剂0.5-3份、光稳定剂0.5-2份、抗氧化剂0.5-2份、硅烷偶联剂0.5-5份、催化剂0.2-3份。
进一步地，所述硅烷改性聚合物为多官能度聚醚的硅烷改性聚醚，粘度8000-60000mPa.s，具有如下结构式：
其中R为-CH3或-CH3CH2，R1、R2和R3为-CH2、-CH、-NH2或-NH，R4、R5和R6为-H或-CH3，a为30～250，b为0～4，m为1～3，n为2或3。
进一步地，所述填料为气相二氧化硅。
进一步地，所述增塑剂为聚丙二醇、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的至少一种。
进一步地，所述防霉剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-1,2-苯并异噻唑-3-酮、2-苯并异噻唑啉-3-酮、3-羟基异噻唑中的至少一种。
进一步地，所述吸水剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、十二烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。
进一步地，所述光稳定剂为Tinuvin326(2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)—5-氯代苯并三唑)、Tinuvin329(2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚)、Tinuvin770(双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯)、Tinuvin 765(双(1,2,2,6,6-五甲基-4-派定基)癸二酸酯)、Tinuvin B75(复合型，市面通用牌号)中的至少一种。
进一步地，所述抗氧化剂为Irgafos 1010(四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、Irgafos 1035(硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯])、Irgafos 1076(2,4-二甲基-6-(1-甲基十五烷基)-苯酚)、Irgafos 245(乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯])、Irgafos 168(三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯)中的至少一种。
进一步地，所述硅烷偶联剂为KH 540(γ-氨丙基三甲氧基硅烷)、KH 550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、KH 560(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)、KH570(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)、KH 792(N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷)、Dynasylan 1146(共聚型低聚双氨基/烷基硅烷)、Dynasylan SIVO 203(3-氨基丙基三甲氧基硅烷)中的至少一种。
进一步地，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、双乙酰丙酮基二丁基锡、辛酸亚锡、异辛酸锌、钛酸四丁酯中的至少一种。
相应的，本发明还要求保护一种高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)按各组分的计量配比，先将多官能度聚醚、增塑剂、防霉剂、光稳定剂和抗氧化剂于80～120℃下真空处理1～3h，然后降温至60～80℃，加入定量的异氰酸酯硅烷和催化剂，反应3～6h；
(2)将步骤(1)物料转入高速分散机，然后加入填料，于60～80℃下真空高速分散处理1～2h；
(3)最后降温至30℃以下，加入吸水剂、硅烷偶联剂和催化剂，真空高速分散0.5～1h，灌装密封储存，制得高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶。
进一步地，所述多官能度聚醚，具有如下结构式：
其中R1、R2和R3为-CH2、-CH、-NH2或-NH，R4、R5和R6为-H或-CH3，a为30～250，b为0～4。
进一步地，所述异氰酸酯硅烷，具有如下结构式：
其中R为-CH3或-CH3CH2，m为1～3，n为2或3。
本发明制备方法中，步骤(1)与步骤(3)中所使用的催化剂为二月桂酸二丁基锡、双乙酰丙酮基二丁基锡、辛酸亚锡、异辛酸锌、钛酸四丁酯中的至少一种，所不同的是两个步骤中催化剂的用量，步骤(3)中催化剂用量为高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶配方中用量；步骤(1)中催化剂用来合成配方中的硅烷改性聚合物。
同时，本发明还提供了一种如前述的高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶在家装、车辆工程领域的应用，用于密封、粘接等。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
其一，本发明选用的硅烷改性聚合物由至少一种结构的多官能度聚醚制得。聚醚分子量越高，软链段多，柔性更好；聚醚分子量越低，交联后结构更立体，硬段增多，强度越高。本发明优选的硅烷改性聚合物结构，赋予密封胶优异的综合性能，强度高、附着力强，且有弹性，抗位移能力强，易于施工。
其二，本发明的硅烷改性聚合物密封胶具有极高透明度，0级防霉、耐水防潮且耐黄变，无游离NCO、无有机溶剂、绿色环保，在高温高湿等严苛环境下，具有优异的粘接性、密封性、耐老化性和可涂饰性等，适用于对防霉环保高要求的家装和车辆工程等领域使用。
其三，本发明实现了硅烷改性聚合物及其密封胶一体化工艺，在硅烷改性聚合物制备过程中先加入增塑剂、防霉剂、光稳定剂和抗氧化剂，预先经过高温脱水和混合工序，有效提升密封胶的储存稳定期，且有效提高密封胶的防霉持久性及耐老化性能。本发明高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶的制备工艺简单，操作方便，生产成本低，易于自动化规模生产。
具体实施方式
为使本发明的上述特征及优点能够更明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1：
一种高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶，按以下重量份原料制备：
(1)按各组分的计量配比，先将68.15份多官能度聚醚(平均羟值约5mgKOH/g)、20份PPG-18000(聚丙二醇18000)、0.5份2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1.0份2-苯并异噻唑啉-3-酮、0.4份Tinuvin 326、0.3份Tinuvin 770和0.8份Irgafos 1010于80～120℃下真空处理1～3h，然后降温至60～80℃，加入1.5份异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、0.3份异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷和0.05份二月桂酸二丁基锡，反应3～6h；
(2)将步骤(1)物料转入高速分散机，然后加入5.0份气相二氧化硅，于60～80℃下真空高速分散处理1～2h；
(3)最后降温至30℃以下，加入1.8份乙烯基三甲氧基硅烷、0.3份KH 792、0.5份Dynasylan 1146和0.3份二月桂酸二丁基锡，真空高速分散0.5～1h，灌装密封储存，制得高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶。
实施例2：
一种高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶，按以下重量份原料制备：
(1)按各组分的计量配比，先将78.52份多官能度聚醚(平均羟值约4.5mgKOH/g)、10份邻苯二甲酸二异壬酯、0.6份2-甲基-1,2-苯并异噻唑-3-酮、0.8份3-羟基异噻唑、0.8份Tinuvin329、0.4份Tinuvin B75、0.5份Irgafos 1076和0.3份Irgafos 245于80～120℃下真空处理1～3h，然后降温至60～80℃，加入1.4份异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷和0.08份异辛酸锌，反应3～6h；
(2)将步骤(1)物料转入高速分散机，然后加入8份气相二氧化硅，于60～80℃下真空高速分散处理1～2h；
(3)最后降温至30℃以下，加入1.5份乙烯基三甲氧基硅烷、0.5份六甲基二硅氧烷、0.3份KH 540、0.2份KH 560、0.5份KH 792和0.2份辛酸亚锡，真空高速分散0.5～1h，灌装密封储存，制得高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶。
实施例3：
一种高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶，按以下重量份原料制备：
(1)按各组分的计量配比，先将63.93份多官能度聚醚(平均羟值约3.5mgKOH/g)、5份PPG-16000(聚丙二醇-16000)、10份邻苯二甲酸二辛酯、1.2份2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.6份2-甲基-1,2-苯并异噻唑-3-酮、0.8份Tinuvin326、0.7份Tinuvin 765、0.7份Irgafos1035和0.2份Irgafos 168于80～120℃下真空处理1～3h，然后降温至60～80℃，加入0.8份异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、0.2份异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷和0.07份二月桂酸二丁基锡，反应3～6h；
(2)将步骤(1)物料转入高速分散机，然后加入10份气相二氧化硅，于60～80℃下真空高速分散处理1～2h；
(3)最后降温至30℃以下，加入1.2份乙烯基三甲氧基硅烷、0.3份十二烷基三甲氧基硅烷、0.2份KH 560、0.5份KH 792、0.6份Dynasylan SIVO 203和0.2份二月桂酸二丁基锡、0.1份钛酸四丁酯，真空高速分散0.5～1h，灌装密封储存，制得高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶。
表1列出各实施例高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶的性能参数。从表1中可以看出各实施例高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶透明度好，0级防霉且耐黄变，可室温固化、深层固化快，具有优异力学性能和粘接性能，适用于各种金属和非金属粘接、适用范围广，完全满足室内厨卫装修、电子电器等场合的粘接密封需求。
表干时间：按GB/T 13477.5-2002方法测定；
拉伸强度：按GB/T 528-2009方法测定；
断裂伸长率：按GB/T 528-2009方法测定；
硬度：按GB/T 531.1-2008方法测定；
透光率：按GB/T 2410-2008方法测定；
防霉等级：按GB/T 2591-2003方法测定；
耐老化性能：目测法；
测试条件：养护环境温度23±2℃，相对湿度50±5％。
表1各实施例高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶性能参数
本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶，其特征在于，由以下重量份的物质组成：
所述硅烷改性聚合物为多官能度聚醚的硅烷改性聚醚，粘度8000-60000mPa.s，具有如下结构式：
其中R为-CH3或-CH3CH2，R1、R2和R3为-CH2、-CH、-NH2或-NH，R4、R5和R6为-H或-CH3，a为30～250，b为0～4，m为1～3，n为2或3；
所述填料为气相二氧化硅；
所述增塑剂为聚丙二醇、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的至少一种；
所述防霉剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-1,2-苯并异噻唑-3-酮、2-苯并异噻唑啉-3-酮、3-羟基异噻唑中的至少一种；
所述吸水剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、十二烷基三甲氧基硅烷中的至少一种；
所述光稳定剂为Tinuvin326、Tinuvin329、Tinuvin770、Tinuvin 765、Tinuvin B75中的至少一种；
所述抗氧化剂为Irgafos 1010、Irgafos 1035、Irgafos 1076、Irgafos 245、Irgafos168中的至少一种；
所述硅烷偶联剂为KH 540、KH 550、KH 560、KH 570、KH 792、Dynasylan 1146、Dynasylan SIVO 203中的至少一种；
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、双乙酰丙酮基二丁基锡、辛酸亚锡、异辛酸锌、钛酸四丁酯中的至少一种。
2.一种高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶的制备方法，采用权利要求1所述的高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按各组分的计量配比，先将多官能度聚醚、增塑剂、防霉剂、光稳定剂和抗氧化剂于80～120℃下真空处理1～3h，然后降温至60～80℃，加入定量异氰酸酯硅烷和催化剂，反应3～6h；
(2)将步骤(1)物料转入高速分散机，然后加入填料，于60～80℃下真空高速分散处理1～2h；
(3)最后降温至30℃以下，加入吸水剂、硅烷偶联剂和催化剂，真空高速分散0.5～1h，灌装密封储存，制得高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶；
所述多官能度聚醚，具有如下结构式：
其中R1、R2和R3为-CH2、-CH、-NH2或-NH，R4、R5和R6为-H或-CH3，a为30～250，b为0～4；
所述异氰酸酯硅烷，具有如下结构式：
其中R为-CH3或-CH3CH2，m为1～3，n为2或3。
3.一种如权利要求1或2所述的高透明防霉型硅烷改性聚合物密封胶在家装、车辆工程领域的应用。
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