CN113372873A

CN113372873A - 双组分聚硫密封胶组合物、双组分聚硫密封胶及制备方法

Info

Publication number: CN113372873A
Application number: CN202110731391.4A
Authority: CN
Inventors: 汪丹越; 刘雪云
Original assignee: Fast Thinking Technology Shanghai Co ltd
Current assignee: Fast Thinking Technology Shanghai Co ltd
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2021-09-10

Abstract

本发明提供了一种双组分聚硫密封胶组合物、双组分聚硫密封胶及其制备方法，属于密封胶领域，双组分聚硫密封胶组合物具体包括A、B两组分，其中，A组分包括重量份为100份液体聚硫橡胶、10‑70份补强填料、0.5‑5份可膨胀微球、5‑15份触变剂、0.5‑1.5份胺类催化剂；B组分包括5‑15份环氧树脂。通过本申请的处理方案，能够显著降低密封胶的密度，且密封胶双组分混合后可以实现快速固化。

Description

双组分聚硫密封胶组合物、双组分聚硫密封胶及制备方法

技术领域

本发明涉及密封胶领域，具体涉及一种双组分聚硫密封胶组合物、双组分聚硫密封胶及其制备方法。

背景技术

聚硫密封胶指的是以液态聚硫橡胶为主要成份的密封胶。聚硫密封胶固化后成为柔软橡胶弹性体，具有特别耐油、耐溶剂、耐老化的特性,并且气密性、水密性、低温屈挠性优异，而且因为具有优异的耐久性，所以能够长期保持其性能。聚硫密封胶的这些优异特性使其在航空、航天、建筑、汽车、船舶、机械、石油化工和电气仪表等工业都得到广泛应用，在有些领域是其它材料无法替代的。随着工业技术的发展，对聚硫密封胶的性能提出了更高的要求。

虽然现有工艺可以在密封胶体系中引入了作为填料的空心玻璃微珠，降低了密封胶的密度，但是空心微珠与密封胶体系相容性较差且在搅拌过程中易破裂；而在体系中加入了有机空心微珠，提高了与体系的相容性，但是微珠与体系密度相差较大，分散困难，极易分层，对储存及使用造成极大的不便。

发明内容

因此，为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种能够显著降低密封胶的密度，双组分混合后快速固化的双组分聚硫密封胶组合物、双组分聚硫密封胶及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种双组分聚硫密封胶组合物，包括A、B两组分，其中，A组分包括重量份为100份液体聚硫橡胶、10-70份补强填料、0.5-5份可膨胀微球、5-15份触变剂、0.5-1.5份胺类催化剂；B组分包括5-15份环氧树脂。

在其中一个实施例中，所述补强填料的表面改性方法是将100重量份填料在70-90℃高速搅拌10-15min，加入0.1-3重量份填料改性剂，继续搅拌30-40min，得到补强填料。

在其中一个实施例中，所述填料为二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、高岭土、膨润土、炭黑、微细石英粉、云母粉、氢氧化铝、氢氧化镁、三聚氰胺聚磷酸盐、氧化锌、氧化铝、硫酸钡、硅藻土和钛白粉中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述填料改性剂为月桂酸、铝酸酯偶联剂、硬脂酸、十二烷基硫酸钠、油酸、硬脂酸钠、硬脂酸锌、十二烷基磺酸钠、马来酸酐和硅烷偶联剂中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述可膨胀微球为粒径15～25μm、起发温度为80～105℃、发泡峰值温度为125～158℃、最低发泡密度不大于15kg/m³。

在其中一个实施例中，所述可膨胀微球为由聚合物形成的壳体中内包作为芯剂的挥发性膨胀剂，所述壳体由聚合性单体的单体混合物聚合而成，所述聚合性单体为丙烯腈、丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体和丙烯酸类单体中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述芯剂为沸点不高于壳体的低沸点烃类，所述芯剂为正戊烷、异戊烷、新戊烷、丁烷、异丁烷、己烷、异己烷、新己烷、庚烷、异庚烷、辛烷、异辛烷和石油醚中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述触变剂为气相白炭黑、沉淀白炭黑、硬脂酸、氢化蓖麻油、聚酰胺蜡、有机膨润土和有机改性蒙脱土中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述胺类催化剂为四甲基乙二胺、三乙醇胺、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚、二甲基卞胺、二甲基环己胺中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或酚醛环氧树脂。

本发明还提供了一种双组分聚硫密封胶制备方法，包括：(1)称取100份液体聚硫橡胶、10-70份补强填料、0.5-5份可膨胀微球、5-15份触变剂、0.5-1.5份催化剂放入行星搅拌机内搅拌均匀，即得A组分；(2)将A组分和构成B组分的环氧树脂分别密闭存放，使用时，按重量比充分混合均匀，得到双组分聚硫密封胶。

本发明还提供了一种双组分聚硫密封胶，其特征在于，双组分聚硫密封胶是采用上述的双组分聚硫密封胶制备方法制备得到的。

与现有技术相比，本发明的优点在于：将环氧树脂作为硫化剂使用，双组分混合硫化过程受环境影响较小，能够在低温下有较快的固化速率；引入中空的可膨胀微球，将可膨胀微球在未膨胀时便加入，与体系其他物料密度相近，分散性更好；微球在硫化过程中膨胀，膨胀时产生的膨胀力使制件之间更粘结更紧密，密封性更好；微球膨胀后密度大幅降低，具有优异的回弹性，填充在密封胶内，抗冲击性更好；可膨胀微球为中空球体，可使得到的密封胶具备一定隔热隔音效果，有效降低能耗。

具体实施方式

下面对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

本申请实施例提供一种双组分聚硫密封胶组合物，包括A、B两组分，其中，A组分包括重量份为100份液体聚硫橡胶、10-70份补强填料、0.5-5份可膨胀微球、5-15份触变剂、0.5-1.5份胺类催化剂；B组分包括5-15份环氧树脂。

液体聚硫橡胶指低分子量的聚硫橡胶，是粘稠状液体。液体聚硫橡胶具有耐油、耐溶剂、耐氧和臭氧、耐水、耐高低温等优良性能。在一个实施例中，液体聚硫橡胶为巯端基液体聚硫橡胶。

补强填料是通过改变填料表面的极性，提高其分散性，增强和聚合物基体间的相容性，补强填料为通过填料改性剂对填料进行表面改性后得到。在其中一个实施例中，补强填料的表面改性方法是将100重量份填料在70-90℃高速搅拌10-15min，加入0.1-3重量份填料改性剂，继续搅拌30-40min，得到补强填料。

在其中一个实施例中，填料为二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、高岭土、膨润土、炭黑、微细石英粉、云母粉、氢氧化铝、氢氧化镁、三聚氰胺聚磷酸盐、氧化锌、氧化铝、硫酸钡、硅藻土和钛白粉中的至少一种。

填料改性剂的作用是通过改性在填料表面包覆一层有机物，微粒表面容易被聚合物润湿，与基体有良好的相容性，有利于提高对密封胶的补强效果并改善密封胶的使用工艺性能。在其中一个实施例中，填料改性剂为月桂酸、铝酸酯偶联剂、硬脂酸、十二烷基硫酸钠、油酸、硬脂酸钠、硬脂酸锌、十二烷基磺酸钠、马来酸酐和硅烷偶联剂中的至少一种。

在其中一个实施例中，可膨胀微球为粒径15～25μm、起发温度为80～105℃、发泡峰值温度为125～158℃、最低发泡密度不大于15kg/m³。可膨胀微球可以采用快思瑞科技(上海)有限公司生产的可膨胀微球。可选用的具体型号及技术指标如下：

在其中一个实施例中，可膨胀微球为由聚合物形成的壳体中内包作为芯剂的挥发性膨胀剂，壳体由聚合性单体的单体混合物聚合而成，聚合性单体为丙烯腈、丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体和丙烯酸类单体中的至少一种。

在其中一个实施例中，芯剂为沸点不高于壳体的低沸点烃类，芯剂为正戊烷、异戊烷、新戊烷、丁烷、异丁烷、己烷、异己烷、新己烷、庚烷、异庚烷、辛烷、异辛烷和石油醚中的至少一种。

触变剂的作用是当密封胶在斜面或垂面施工时可有效防止胶料下垂、流淌和塌陷。在其中一个实施例中，触变剂为气相白炭黑、沉淀白炭黑、硬脂酸、氢化蓖麻油、聚酰胺蜡、有机膨润土和有机改性蒙脱土中的至少一种。

胺类催化剂的作用是加速巯端基液体聚硫橡胶的硫化速度。在其中一个实施例中，胺类催化剂为四甲基乙二胺(TMEDA)、三乙醇胺(TEOA)、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP30)、二甲基卞胺(BDMA)、二甲基环己胺(DMCHA)中的至少一种。

环氧树脂用于对液体聚硫橡胶进行硫化。在其中一个实施例中，环氧树脂为双酚A型环氧树脂或酚醛环氧树脂。

本申请实施例还提供一种巯端基液体聚硫橡胶密封胶制备方法，包括以下步骤：

(1)称取100份液体聚硫橡胶、10-70份补强填料、0.5-5份可膨胀微球、5-15份触变剂、0.5-1.5份催化剂放入行星搅拌机内搅拌均匀，即得A组分；

(2)将A组分和构成B组分的环氧树脂分别密闭存放，使用时，按重量比充分混合均匀，得到双组分聚硫密封胶。

在其中一个实施例中，重量比可以是100:(5-15)，优选地，重量比可以是100:(10-15)。

本申请实施例还提供了一种双组分聚硫密封胶，双组分聚硫密封胶是采用上述的双组分聚硫密封胶制备方法制备得到的。

上述双组分聚硫密封胶组合物、双组分聚硫密封胶及其制备方法，将环氧树脂作为硫化剂使用，双组分混合硫化过程受环境影响较小，能够在低温下有较快的固化速率；引入中空的可膨胀微球，将可膨胀微球在未膨胀时便加入，与体系其他物料密度相近，分散性更好；微球在硫化过程中膨胀，膨胀时产生的膨胀力使制件之间更粘结更紧密，密封性更好；微球膨胀后密度大幅降低，具有优异的回弹性，填充在密封胶内，抗冲击性更好；可膨胀微球为中空球体，可使得到的密封胶具备一定隔热隔音效果，有效降低能耗。

实施例一

1.将100份碳酸钙在70℃高速搅拌10min，加入0.1份硬脂酸，继续搅拌40min，得到表面改性的碳酸钙。

2.称取100份液体聚硫橡胶、10份改性碳酸钙、1份可膨胀微球、15份气相白炭黑、0.5份四甲基乙二胺放入行星搅拌机内搅拌均匀，得A组分。

3.B组分为双酚A环氧树脂。

4.使用时，A组分与B组分按100:10混合均匀。

对照例一

2.称取100份液体聚硫橡胶、10份改性碳酸钙、1份空心玻璃微珠、15份气相白炭黑、0.5份四甲基乙二胺放入行星搅拌机内搅拌均匀，得A组分。

3.B组分为双酚A环氧树脂。

4.使用时，A组分与B组分按100:10混合均匀。

实施例二

1.将100份二氧化硅在90℃高速搅拌15min，加入3份月桂酸，继续搅拌30min，得到表面改性的二氧化硅。

2.称取100份液体聚硫橡胶、70份改性二氧化硅、0.5份可膨胀微球、5份氢化蓖麻油、1.5份二甲基卞胺放入行星搅拌机内搅拌均匀，得A组分。

3.B组分为双酚A环氧树脂。

4.使用时，A组分与B组分按100:5混合均匀。

对照例二

2.称取100份液体聚硫橡胶、70份改性二氧化硅、0.5份空心玻璃微珠、5份氢化蓖麻油、1.5份二甲基卞胺放入行星搅拌机内搅拌均匀，得A组分。

3.B组分为双酚A环氧树脂。

4.使用时，A组分与B组分按100:5混合均匀。

实施例三

1.将100份高岭土在80℃高速搅拌13min，加入1份十二烷基硫酸钠，继续搅拌35min，得到表面改性的高岭土。

2.称取100份液体聚硫橡胶、50份改性高岭土、5份可膨胀微球、7份硬脂酸、0.7份三乙醇胺放入行星搅拌机内搅拌均匀，得A组分。

3.B组分为酚醛环氧树脂。

4.使用时，A组分与B组分按100:15混合均匀。

对照例三

2.称取100份液体聚硫橡胶、50份改性高岭土、5份空心玻璃微珠、7份硬脂酸、0.7份三乙醇胺放入行星搅拌机内搅拌均匀，得A组分。

3.B组分为酚醛环氧树脂。

4.使用时，A组分与B组分按100:15混合均匀。

实施例四

1.将100份氢氧化铝在85℃高速搅拌15min，加入2份铝酸酯偶联剂，继续搅拌30min，得到表面改性的氢氧化铝。

2.称取100份液体聚硫橡胶、40份改性氢氧化铝、3份可膨胀微球、10份沉淀白炭黑、0.7份2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚放入行星搅拌机内搅拌均匀，得A组分。

3.B组分为酚醛环氧树脂。

4.使用时，A组分与B组分按100:12混合均匀。

对照例四

2.称取100份液体聚硫橡胶、40份改性氢氧化铝、3份空心玻璃微珠、10份沉淀白炭黑、0.7份2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚放入行星搅拌机内搅拌均匀，得A组分。

3.B组分为酚醛环氧树脂。

4.使用时，A组分与B组分按100:12混合均匀。

实施例一～实施例四所得密封胶的性能如下表所示：

实施例	密度/g·cm<sup>-3</sup>	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/％	剥离强度/kN·m<sup>-1</sup>
					实施例一	1.03	3.04	410	7.1
实施例二	1.17	4.12	320	7.5
					实施例三	0.78	3.33	368	6.1
实施例四	0.91	3.25	346	6.7

对照例一～对照例四所得密封胶的性能如下表所示：

实施例	密度/g·cm<sup>-3</sup>	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/％	剥离强度/kN·m<sup>-1</sup>
					实施例一	1.22	2.81	360	5.82
实施例二	1.35	3.87	296	6.01
					实施例三	1.04	2.94	312	4.74
实施例四	1.18	2.93	307	5.33

由上述表格可以看出：本申请方案中密度至少减小到0.78～1.17，较现有技术降低了13～25％；拉伸强度至少提升到3.04～4.12，较现有提升了6～13％；断裂伸长率至少提升到346～410，较现有提升了8-17％；剥离强度至少加强到6.1～7.5，较现有提升了18-22％。而且加入膨胀微球后，在不同原料制备密封胶中膨胀微球的减重效果有所不同，但是均有明显的减重效果。并且随着膨胀微球添加量的增加，密封胶的比重可以降低8％-49％。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种双组分聚硫密封胶组合物，其特征在于，包括A、B两组分，其中，A组分包括重量份为100份液体聚硫橡胶、10-70份补强填料、0.5-5份可膨胀微球、5-15份触变剂、0.5-1.5份胺类催化剂；B组分包括5-15份环氧树脂。

2.根据权利要求1所述的双组分聚硫密封胶组合物，其特征在于，所述补强填料的表面改性方法是将100重量份填料在70-90℃高速搅拌10-15min，加入0.1-3重量份填料改性剂，继续搅拌30-40min，得到补强填料。

3.根据权利要求2所述的双组分聚硫密封胶组合物，其特征在于，所述填料为二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、高岭土、膨润土、炭黑、微细石英粉、云母粉、氢氧化铝、氢氧化镁、三聚氰胺聚磷酸盐、氧化锌、氧化铝、硫酸钡、硅藻土和钛白粉中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的双组分聚硫密封胶组合物，其特征在于，所述填料改性剂为月桂酸、铝酸酯偶联剂、硬脂酸、十二烷基硫酸钠、油酸、硬脂酸钠、硬脂酸锌、十二烷基磺酸钠、马来酸酐和硅烷偶联剂中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的双组分聚硫密封胶组合物，其特征在于，所述可膨胀微球为粒径15～25μm、起发温度为80～105℃、发泡峰值温度为125～158℃、最低发泡密度不大于15kg/m³。

6.根据权利要求1所述的双组分聚硫密封胶组合物，其特征在于，所述可膨胀微球为由聚合物形成的壳体中内包作为芯剂的挥发性膨胀剂，所述壳体由聚合性单体的单体混合物聚合而成，所述聚合性单体为丙烯腈、丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体和丙烯酸类单体中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的双组分聚硫密封胶组合物，其特征在于，所述芯剂为沸点不高于壳体的低沸点烃类，所述芯剂为正戊烷、异戊烷、新戊烷、丁烷、异丁烷、己烷、异己烷、新己烷、庚烷、异庚烷、辛烷、异辛烷和石油醚中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的双组分聚硫密封胶组合物，其特征在于，所述触变剂为气相白炭黑、沉淀白炭黑、硬脂酸、氢化蓖麻油、聚酰胺蜡、有机膨润土和有机改性蒙脱土中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的双组分聚硫密封胶组合物，其特征在于，所述胺类催化剂为四甲基乙二胺、三乙醇胺、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚、二甲基卞胺、二甲基环己胺中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的双组分聚硫密封胶组合物，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或酚醛环氧树脂。

11.一种双组分聚硫密封胶制备方法，其特征在于，包括：

12.一种双组分聚硫密封胶，其特征在于，双组分聚硫密封胶是采用权利要求11的双组分聚硫密封胶制备方法制备得到的。