CN113249076A - 一种装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶及其制备方法，涉及密封胶技术领域，该装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶含有如下原料：改性硅酮树脂，增塑剂，扩链剂，填料，颜料，触变剂，抗氧剂,紫外吸收剂，光稳定剂，羟基消除剂，硅烷偶联剂，催化剂，通过使用多种不同结构和不同比例搭配的改性硅酮树脂，通过降低密封胶的交联密度，降低密封胶模量，通过不同配方比例可获得不同性能的低模量改性硅酮聚醚密封胶，满足多重性能的需求。
Description
技术领域
本发明涉及密封胶技术领域，特别涉及一种装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶及其制备方法。
背景技术
装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用构件和配件(如楼板、墙板、楼梯、阳台等)，运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。与传统现浇建筑不同，装配式建筑中构件和配件之间必然存在接缝，接缝的防水就成了装配式建筑质量控制的关键因素之一。作为装配式外墙接缝密封材料，密封胶在保障建筑防水密封以及建筑美观方面起到至关重要的作用。目前外墙防水密封用密封胶主要有聚氨酯密封胶、硅酮密封胶与改性硅酮密封胶，其中，改性硅酮密封胶在耐候、粘结性、涂饰性、环境友善性等方面表现出更高的性价比，现已成为我国近年来密封胶行业研发的热点。改性硅酮密封胶是一种以端硅烷基聚醚(以聚醚为主链，两端用硅氧烷封端)为基础聚合物制备的高性能环保密封胶。一般来讲，改性硅酮密封胶按其组分不同可分为双组份密封胶和单组分密封胶两种。
但是现有的单组分改性硅酮密封胶表干慢，表面黏手，难以兼顾低模量和高弹性恢复率的问题，开发具有消黏快、模量低以及弹性恢复率高的单组分改性硅酮密封胶非常必要。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶及其制备方法。利用此方法制备的低模量改性硅酮密封胶，兼具有机硅树脂的端硅烷基和聚氨酯的聚醚链段的结构特点，通过选择不同结构的改性硅酮树脂，再配合特定的低模量填料、偶联剂、催化剂等，实现密封胶固化后有合适的交联密度，从而使得制备的密封胶表现出消黏快、模量低以及弹性恢复率高的性能优点。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶，含有如下按重量份计算的原料：改性硅酮树脂100份，增塑剂40～80份，扩链剂10～20份，填料100～150份，颜料0～25份，触变剂0～15份，抗氧剂1～5份,紫外吸收剂1～5份，光稳定剂1～5份，羟基消除剂1～5份，硅烷偶联剂2～10份，催化剂0.5～5份。
其中，所述改性硅酮树脂为端烷氧基可水解的硅烷封端聚醚，所述硅烷封端聚醚为硅烷封端聚氧化丙烯醚、硅烷封端聚醚、硅烷封端聚氨酯的一种或几种,其封端硅烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷或甲基二甲氧基硅烷，所述硅烷封端聚氧化丙烯醚结构式如下所示：
其中n为100～500，所述硅烷封端聚氧化丙烯醚的粘度为10000～30000mPa·s，所述硅烷封端聚醚结构式如下所示：
其中n为1或3，m为100～300，所述硅烷封端聚醚的粘度为2000～30000mPa·s，硅烷封端聚氨酯所述硅烷封端聚氨酯结构式如下所示：
其中m为100～500，所述硅烷封端聚氨酯的粘度为10000～50000mPa·s。
其中，所述增塑剂为聚醚多元醇、1,2-环己烷二羧酸二异壬酯、1,2-环氧环己烷4,5二羧酸二辛酯、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、邻苯二甲酸二(2-丙基庚)酯等中的一种或多种。
其中，所述触变剂为聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、有机膨润土、气相二氧化硅中的一种或几种。
其中，扩链剂为1,4-丁二醇(BDO)、1,6-己二醇、二甘醇(DEG)、二乙胺基乙醇(DEAE)等。
其中，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-脲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-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中、氨基硅烷水解低聚物的一种或几种。
其中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、二乙酸二丁基锡、辛酸亚锡、双乙酰丙酮二丁基锡中的一种或几种。
一种制备权利要求1-9所述的一种装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶的方法，包括以下步骤：(1)向搅拌釜中加入增塑剂、填料、颜料、抗氧剂、紫外光吸收剂、紫外光稳定剂，均匀混合，在100-120℃下高速分散真空脱水2小时，真空度-0.08～-0.1Mpa；(2)降温至80℃以下，加入改性硅酮树脂、触变剂，抽真空高速分散30分钟，活化触变剂，真空度-0.08～-0.1Mpa；(3)降温至50℃以下，加入羟基消除剂、粘接促进剂、催化剂，真空度-0.08～-0.1Mpa抽真空脱泡，低速搅拌20分钟，氮气平压，进行灌装，制得单组份低模量改性硅酮密封胶。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过使用多种不同结构和不同比例搭配的改性硅酮树脂，通过降低密封胶的交联密度，降低密封胶模量，通过不同配方比例可获得不同性能的低模量改性硅酮聚醚密封胶，满足多重性能的需求。
(2)本发明通过使用环保型聚醚多元醇增塑剂和扩链剂，可与部分改性硅酮树脂交联反应，降低聚合物平均分子量，从而降低胶体交联密度，降低模量，提高伸长率。
(3)本发明通过使用不同的填料搭配，采用高目数重质碳酸钙和低模量纳米碳酸钙，可在降低密封胶模量的同时，提高密封胶触变性，提高弹性恢复率。
(4)本发明通过使用不同的偶联剂和催化剂，采用羟基消除剂和交联密度低的偶联剂，可保证胶黏剂模量不会提高，同时使用催化活性高的催化剂，使制得的密封胶表干快、消黏快。
(5)与现有技术冷法生产工艺比较，本发明通过使用热法生产工艺，大规模生产工艺效率高，所生产的产品存储稳定性、触变性、力学性能优异。
综上所述，本发明一种装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶及其制备方法解决了现有技术中密封胶难以兼顾低模量和高弹性恢复率的技术问题，本发明装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶具有出消黏快、模量低以及弹性恢复率高的性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
实施例1-3：
在实施例1-3中，一种装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶包括以下组分：
实施例1-3制备方法：
(1)向搅拌釜中加入增塑剂、填料、颜料、抗氧剂、紫外光吸收剂、紫外光稳定剂，均匀混合，在100℃下高速分散真空脱水2小时，真空度-0.08Mpa；
(2)降温至75℃，加入改性硅酮树脂、触变剂，抽真空高速分散30分钟，活化触变剂，真空度-0.08Mpa；
(3)降温至45℃，加入羟基消除剂、硅烷偶联剂、催化剂，真空度-0.08Mpa抽真空脱泡，低速搅拌20分钟，氮气平压，进行灌装，制得单组份低模量改性硅酮密封胶。
检测表1
测试条件：温度(23±2)℃,湿度(50±5)％
实施例4-6：
在实施例4-6中，一种装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶包括以下组分：
制备方法与实施例1-3基本相同，不同之处在于，步骤(1)中，在温度120℃下高速分散真空脱水2小时，真空度-0.1Mpa；步骤(2)中，降温至70℃，真空度-0.1Mpa；步骤(3)中，降温至40℃，真空度-0.1Mpa抽真空脱泡。
检测结果如表2
测试条件：温度(23±2)℃,湿度(50±5)％
实施例7-9：
在实施例7-9中，一种装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶包括以下组分：
制备方法与实施例1-3基本相同，不同之处在于，步骤(1)中，在温度110℃下高速分散真空脱水2小时，真空度-0.09Mpa；步骤(2)中，降温至65℃，真空度-0.09Mpa；步骤(3)中，降温至35℃，真空度-0.09Mpa抽真空脱泡。
检测表3
测试条件：温度(23±2)℃,湿度(50±5)％，粘接材质为标准水泥块。
从测试表1、2、3的实验结果可以看出，本发明一种装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶能符合GB/T 14683-Ⅰ-R-25LM的各项指标要求，可满足装配式建筑干缩位移接缝密封的需求，而且通过此配方和方法制得的密封胶兼顾低模量和高弹性恢复率，适用于推广。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶，其特征在于，含有如下按重量份计算的原料：改性硅酮树脂100份，增塑剂40～80份，扩链剂10～20份，填料100～150份，颜料0～25份，触变剂0～15份，抗氧剂1～5份,紫外吸收剂1～5份，光稳定剂1～5份，羟基消除剂1～5份，硅烷偶联剂2～10份，催化剂0.5～5份。
2.根据权利要求1所述的一种装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶，其特征在于，所述改性硅酮树脂为端烷氧基可水解的硅烷封端聚醚，所述硅烷封端聚醚为硅烷封端聚氧化丙烯醚、硅烷封端聚醚、硅烷封端聚氨酯的一种或几种,其封端硅烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷或甲基二甲氧基硅烷，所述硅烷封端聚氧化丙烯醚结构式如下所示：
其中n为100～500，所述硅烷封端聚氧化丙烯醚的粘度为10000～30000mPa·s，所述硅烷封端聚醚结构式如下所示：
其中n为1或3，m为100～300，所述硅烷封端聚醚的粘度为2000～30000mPa·s，所述硅烷封端聚氨酯结构式如下所示：
其中m为100～500，所述硅烷封端聚氨酯的粘度为10000～50000mPa·s。
3.根据权利要求1所述的一种装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶，其特征在于，所述增塑剂为聚醚多元醇、1,2-环己烷二羧酸二异壬酯、1,2-环氧环己烷4,5二羧酸二辛酯、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、邻苯二甲酸二(2-丙基庚)酯等中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶，其特征在于，所述触变剂为聚酰胺蜡、气相二氧化硅中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶，其特征在于，所述扩链剂为1,4-丁二醇(BDO)、1,6-己二醇、二甘醇(DEG)、二乙胺基乙醇(DEAE)等。
6.根据权利要求1所述的一种装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-脲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-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中、氨基硅烷水解低聚物的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶，其特征在于，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、二乙酸二丁基锡、辛酸亚锡、双乙酰丙酮二丁基锡中的一种或几种。
8.一种制备权利要求1-7所述的一种装配式建筑用低模量改性硅酮密封胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向搅拌釜中加入增塑剂、填料、颜料、抗氧剂、紫外光吸收剂、紫外光稳定剂，均匀混合，在100～120℃下高速分散真空脱水2小时，真空度-0.08～-0.1Mpa；
(2)降温至80℃以下，加入改性硅酮树脂、触变剂，抽真空高速分散30分钟，活化触变剂，真空度-0.08～-0.1Mpa；
(3)降温至50℃以下，加入羟基消除剂、粘接促进剂、催化剂，真空度-0.08～-0.1Mpa抽真空脱泡，低速搅拌20分钟，氮气平压，进行灌装，制得单组份低模量改性硅酮密封胶。
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