CN113956834A - 一种硅酮密封胶及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅酮密封胶，按重量份计，包括以下组分：α,ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷100份；填料100‑130份；交联剂8‑20份；偶联剂0.5‑2份；催化剂0.01‑0.05份；增塑剂0‑30份；所述的填料为纳米氢氧化铝：纳米碳酸钙：三聚氰胺氰尿酸盐：硼酸锌的复配，按重量比计，复配比为1：(1‑2)：(9‑11)：(1‑1.5)。本发明通过选用特定的复配填料、进一步结合两种粘度的α,ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷，能够得到一种混凝土用硅酮密封胶，具有良好的耐水粘接性。

Description

一种硅酮密封胶及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及粘接剂材料技术领域，特别是涉及一种硅酮密封胶及其制备方法和应用。
背景技术
硅酮密封胶硫化后具有良好的抗紫外线能力、位移能力、弹性恢复能力、以及优良的粘结性和卓越的耐候性等，因此硅酮耐候密封胶已成为建筑装饰行业首选的密封材料。
现有的硅酮密封胶应用环境主要是铝材、塑料板、木材、石材等环境的粘接。硅酮密封胶因其优异的耐温性、耐候性能常用于建筑幕墙的接缝。随着装配式建筑的兴起，接缝用的硅酮密封胶提出了更高要求。混凝土接缝要求硅酮胶对混凝土具有良好的粘接性。但是，混凝土基材的粘接具有如下两种难点：1.混凝土基材表面一般为多孔界面，普通的硅酮密封胶很难进行有效浸润；2.混凝土基材因其独特的碱性、尤其是浸水后，混凝土基材吸水性大，碱性强，会降低粘接界面出的结合力因此普通的硅酮密封胶很难实现有效粘接。
现有技术为实现对混凝土基材的有效粘接，使用了一些硅酮改性聚醚的密封胶，但是硅酮改性聚醚的耐候性，耐紫外线辐照的性能远不及硅酮密封胶。并且上述密封胶与混凝土的耐水粘接性容易失效，影响建筑密封质量。
发明内容
本发明的目的在于，克服上述技术缺陷，提供一种硅酮密封胶，适用于混凝土接缝的粘接。
本发明的另一目的在于，提供上述硅酮密封胶的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种硅酮密封胶，按重量份计，包括以下组分：
Figure BDA0003319936750000011
Figure BDA0003319936750000021
所述的填料为纳米氢氧化铝：经脂肪酸表面处理的纳米碳酸钙：三聚氰胺氰尿酸盐：硼酸锌的复配，重量比为1：(1-2)：(9-11)：(1-1.5)。
优选的，所述的纳米氢氧化铝和纳米碳酸钙的平均粒径为20-80纳米；所述的三聚氰胺氰尿酸盐的平均粒径为3-10微米；所述的硼酸锌的平均粒径为2-20微米。
进一步优选的，所述的三聚氰胺氰尿酸盐经长链烷基硅氧烷表面处理。
优选的，所述的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为25℃下粘度10000-20000mpas与25℃下粘度50000-100000mpas的复配，按重量比为1：(2-4)。
所述的交联剂为交联剂A/交联剂B的复配，复配比例A:B＝(1-4):1，其中交联剂A选自甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、丙基三丁酮肟、苯基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷、甲基三丙酮肟基硅烷、乙烯基三丙酮肟基硅烷、甲基三(2-戊酮肟基)硅烷、乙烯基三(2-戊酮肟基)硅烷、四(2-戊酮肟基)硅烷、甲基三(甲基异丁酮肟基)硅烷、乙烯基三(甲基异丁酮肟基)硅烷、四(甲基异丁酮肟基)硅烷中的至少一种；所述的交联剂B选自二甲基二丁酮肟基硅烷、甲基乙烯基二丁酮肟基硅烷、甲基乙烯基二丙酮肟基硅烷、甲基乙烯基二(甲基异丁酮肟基)硅烷中的至少一种。
所述的偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、双-[3-(三甲氧基)-丙基]-胺、双-[3-(三乙氧基)-丙基]-胺中的至少一种。
所述的催化剂选自二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、二辛酸二正丁基锡中的至少一种。
所述的增塑剂选自甲基硅油，在25℃下的粘度100-1000mpas。
本发明硅酮密封胶的制备方法，包括以下步骤：将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、增塑剂、填料投入到行星混合搅拌机中，120-140℃脱水2-5小时，真空度-0.09～-0.1MPa，冷却至50℃以下备用；加入交联剂、偶联剂、催化剂搅拌分散，真空度-0.09～-0.1MPa，20-30min。
本发明的硅酮密封胶的应用，用于混凝土基材用粘接。
本发明具有如下有益效果：
1.现有技术中复配填料中的三聚氰胺氰尿酸盐、硼酸锌一般作为阻燃剂。在本发明硅酮密封胶中，利用弱酸性的三聚氰胺氰尿酸盐与硼酸锌能够中和部分的混凝土表面碱性，同时经表面处理的微米级的粒径具有更好的浸润效果，起到与混凝土基体的牢固粘接。进一步的，复配填料纳米填料(纳米碳酸钙、纳米氢氧化铝)能够调整硅酮密封胶的耐水粘接性，能够明显提升硅酮密封胶与混凝土的耐水、耐光的粘性。在上述4种填料的协效之下才能够同时实现混凝土基材的多应用场景的粘接。
2.进一步的，本发明通过选用两种粘度基体树脂的复配，能够进一步提升硅酮密封胶的浸润性，使胶体能够浸入全部的孔洞中。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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。
实施例与对比例所用原材料如下：
基础聚合物A：α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，25℃下10000mpas，购自瓦克化学；
基础聚合物B：α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，25℃下80000mpas，购自瓦克化学；
甲基硅油：25℃下350mpas，江西蓝星星火有机硅有限公司；
纳米氢氧化铝A：平均粒径为14纳米，北京德科岛金科技有限公司；
纳米氢氧化铝B：平均粒径为22纳米，北京德科岛金科技有限公司；
纳米氢氧化铝C：平均粒径为77纳米，北京德科岛金科技有限公司；
纳米氢氧化铝D：平均粒径为93纳米，北京德科岛金科技有限公司；
氢氧化铝E：平均粒径为11微米，市售。
纳米碳酸钙A：平均粒径为15纳米，经脂肪酸表面处理，广西华纳新材料有限公司；
纳米碳酸钙B：平均粒径为21纳米，经脂肪酸表面处理，广西华纳新材料有限公司；
纳米碳酸钙C：平均粒径为79纳米，经脂肪酸表面处理，广西华纳新材料有限公司；
纳米碳酸钙D：平均粒径为89纳米，经脂肪酸表面处理，广西华纳新材料有限公司；
碳酸钙E：平均粒径为7微米，市售。
三聚氰胺氰尿酸盐A：平均粒径为3.8微米，经长链烷基硅氧烷表面处理，四川精细化工研究设计院；
三聚氰胺氰尿酸盐B：平均粒径为9.2微米，经长链烷基硅氧烷表面处理，四川精细化工研究设计院；
三聚氰胺氰尿酸盐C：平均粒径为0.9微米，经长链烷基硅氧烷表面处理，四川精细化工研究设计院；
三聚氰胺氰尿酸盐D：平均粒径为15微米，经长链烷基硅氧烷表面处理，四川精细化工研究设计院；
三聚氰胺氰尿酸盐E：平均粒径为7.1微米，未经表面处理，市售。
硼酸锌A：平均粒径为3.8微米，五维阻燃科技；
硼酸锌B：平均粒径为18.5微米，五维阻燃科技；
硼酸锌C：平均粒径为1.2微米，五维阻燃科技；
硼酸锌D：平均粒径为23微米，五维阻燃科技。
交联剂A-1：乙烯基三丁酮肟基硅烷：苯基三丁酮肟基硅烷＝1:2，购自山东硅科新材料有限公司；
交联剂A-2：甲基三丁酮肟基硅烷：乙烯基三丁酮肟基硅烷＝3:1，购自山东硅科新材料有限公司；
交联剂B-1：二甲基二丁酮肟基硅烷，购自山东硅科新材料有限公司；
交联剂B-2：甲基乙烯基二丙酮肟基硅烷，购自山东硅科新材料有限公司。
偶联剂A：γ-氨丙基三乙氧基硅烷，购自山东硅科新材料有限公司；
偶联剂B：双-[3-(三甲氧基)-丙基]-胺，购自山东硅科新材料有限公司。
催化剂：二月桂酸二丁基锡，购自山东硅科新材料有限公司。
实施例和对比例硅酮密封胶的制备方法：将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、甲基硅油、填料投入到行星混合搅拌机中，120-140℃脱水2-5小时，真空度-0.09～-0.1MPa，冷却至50℃以下备用；加入交联剂、偶联剂、催化剂搅拌分散，真空度-0.09～-0.1MPa，20-30min。
各项测试方法：参照GB16776标准，采用混凝土(水泥砂浆)作为粘接测试样件，对常温拉伸/浸水拉伸/水紫外光照后拉伸的强度及粘接破坏面积进行表征：1.拉伸强度单位是MPa，数值越大说明粘接效果越好；2.CF表示内聚破坏、AF表示粘结破坏、AF50表示粘结破坏比例50％，粘结破坏面积越大说明粘结效果越差。
表1：实施例1-7硅酮密封胶各组分含量(重量份)及测试结果
Figure BDA0003319936750000051
由实施例1-5可知，优选α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为25℃下10000-20000mpas与25℃下50000-100000mpas按重量比为1：(2-4)的复配。
表2：实施例8-11硅酮密封胶各组分含量(重量份)及测试结果
Figure BDA0003319936750000061
表2中每个实施例含有甲基硅油15份、交联剂A-1/B-2分别为8份/4份，偶联剂A1.1份，催化剂0.02份、三聚氰胺氰尿酸盐A90份、硼酸锌A10份。
由实施例1/8-11可知，优选纳米氢氧化铝和纳米碳酸钙的平均粒径为20-80纳米。表3：实施例12-15硅酮密封胶各组分含量(重量份)及测试结果
Figure BDA0003319936750000062
Figure BDA0003319936750000071
表3中，每个实施例含有甲基硅油15份、交联剂A-1/B-1分别为8份/4份，偶联剂A1.1份，催化剂0.02份、纳米氢氧化铝A 10份、纳米碳酸钙A 10份。
由实施例1/12-14可知，优选三聚氰胺氰尿酸盐的平均粒径为3-10微米，硼酸锌的平均粒径为3-20微米。
由实施例1/12-15可知，优选经长链烷基硅氧烷表面处理的三聚氰胺氰尿酸盐。
表4：对比例硅酮密封胶各组分含量(重量份)及测试结果
Figure BDA0003319936750000072
Figure BDA0003319936750000081
表4中，每一个对比例中含有甲基硅油15份、交联剂A-1/B-1分别为8份/4份，偶联剂A1.1份，催化剂0.02份。
由对比例1-6可知，本发明的复配填料对于水泥基材的粘接性至关重要。

Claims (10)

1.一种硅酮密封胶，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
Figure FDA0003319936740000011
所述的填料为纳米氢氧化铝：经脂肪酸表面处理的纳米碳酸钙：三聚氰胺氰尿酸盐：硼酸锌的复配，重量比为1：(1-2)：(9-11)：(1-1.5)。
2.根据权利要求1所述的硅酮密封胶，其特征在于，所述的纳米氢氧化铝和纳米碳酸钙的平均粒径为20-80纳米；所述的三聚氰胺氰尿酸盐的平均粒径为3-10微米；所述的硼酸锌的平均粒径为2-20微米。
3.根据权利要求1所述的硅酮密封胶，其特征在于，所述的三聚氰胺氰尿酸盐经长链烷基硅氧烷表面处理。
4.根据权利要求1所述的硅酮密封胶，其特征在于，所述的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为25℃下粘度10000-20000mpas与25℃下粘度50000-100000mpas的复配，按重量比为1：(2-4)。
5.根据权利要求1所述的硅酮密封胶，其特征在于，所述的交联剂为交联剂A/交联剂B的复配，复配比例A:B＝(1-4):1，其中交联剂A选自甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、丙基三丁酮肟、苯基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷、甲基三丙酮肟基硅烷、乙烯基三丙酮肟基硅烷、甲基三(2-戊酮肟基)硅烷、乙烯基三(2-戊酮肟基)硅烷、四(2-戊酮肟基)硅烷、甲基三(甲基异丁酮肟基)硅烷、乙烯基三(甲基异丁酮肟基)硅烷、四(甲基异丁酮肟基)硅烷中的至少一种；所述的交联剂B选自二甲基二丁酮肟基硅烷、甲基乙烯基二丁酮肟基硅烷、甲基乙烯基二丙酮肟基硅烷、甲基乙烯基二(甲基异丁酮肟基)硅烷中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的硅酮密封胶，其特征在于，所述的偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、双-[3-(三甲氧基)-丙基]-胺、双-[3-(三乙氧基)-丙基]-胺中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的硅酮密封胶，其特征在于，所述的催化剂选自二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、二辛酸二正丁基锡中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的硅酮密封胶，其特征在于，所述的增塑剂选自甲基硅油，在25℃下的粘度100-1000mpas。
9.权利要求1-8任一项所述的硅酮密封胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、增塑剂、填料投入到行星混合搅拌机中，120-140℃脱水2-5小时，真空度-0.09～-0.1MPa，冷却至50℃以下备用；加入交联剂、偶联剂、催化剂搅拌分散，真空度-0.09～-0.1MPa，20-30min。
10.权利要求1-8任一项所述的硅酮密封胶的应用，其特征在于，用于混凝土基材用粘接。
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