CN114316888A - 一种单组份酮肟型硅酮胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单组份酮肟型硅酮胶及其制备方法。该单组份酮肟型硅酮胶的原料中包括α，ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷和聚天门冬氨酸酯树脂；其中，所述α，ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷和聚天门冬氨酸酯树脂的质量比为100:(1.5～3.0)。本发明通过向α，ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷类的单组份酮肟型硅酮胶的原料中加入特定比例的聚天门冬氨酸酯树脂，既保证了硅酮胶的性能(如固化速度和对基材的附着力等)，也可以有效的延长α，ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷类的单组份酮肟型硅酮胶的表干时间，增长幅度在50％以上。

Description

一种单组份酮肟型硅酮胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及硅酮胶的合成技术领域，更具体地，涉及一种单组份酮肟型硅酮胶及其制备方法。

背景技术

硅橡胶具有优异的耐候性、耐紫外性、耐高低温性以及电绝缘性，能够广泛应用于建筑、电子电器、汽车、新能源等领域。硅橡胶根据固化时所脱出小分子的不同，可分为脱醇型，脱肟型，脱丙酮型，脱酰胺型，脱酸型等类型。

其中单组份脱肟胶是一种性价比高，市场占有率高的中性胶。相比于脱酸胶，脱肟胶对基材无腐蚀，气味小，且对基材粘接优良，在各行业得到了广泛应用。市面上用于建筑的单组份脱肟胶的表干时间都比较短，导致施胶后表面固化偏快，实际施胶后不利于后续修整的操作，在炎热的夏天，胶的表面固化速度更快，该问题表现的尤为突出。

发明内容

为了解决现有技术中单组份脱肟胶表干时间偏快，不易施工操作的问题，本发明提供了一种单组份酮肟型硅酮胶及其制备方法。该单组份酮肟型硅酮胶的原料中包括α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和聚天门冬氨酸酯树脂；其中，所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和聚天门冬氨酸酯树脂的质量比为100:(1.5～3.0)。

本发明通过向α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷类的单组份酮肟型硅酮胶的原料中加入少量且特定比例的聚天门冬氨酸酯树脂，既保证了硅酮胶的性能(如固化速度和对基材的附着力等)，也可以有效的延长α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷类的单组份酮肟型硅酮胶的表干时间，增长幅度在50％以上。

在本发明一个优选实施方式中，α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，25℃下的粘度范围在100～500000mPa·s，优选5000～100000mPa·s。在本发明中，粘度值均是在25℃下，其他地方不再赘述。在本发明一个优选实施方式中，α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为粘度20000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和粘度80000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，其中，粘度20000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和粘度80000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的质量比优选为(1～4):(5～10)。

在本发明中使用的聚天门冬氨酸酯树脂，是一种不含溶剂的、低粘的、带有仲氨基的树脂，可以选用市购型号为F520、F420、F220、F2850、F2872、F221、F321、F525、F421、F524、F330的聚天门冬氨酸酯树脂。在本发明一个优选实施方式中，聚天门冬氨酸酯树脂的型号优选为F520。

在本发明的单组份酮肟型硅酮胶的原料中，还包括稀释剂、酮肟型交联剂、硅烷偶联剂、无机填料和催化剂。

本发明中，稀释剂可以为二甲基硅油，优选为粘度为50～1000mPa·s的二甲基硅油，进一步可以优选为粘度为100～500mPa·s的二甲基硅油。

本发明中，酮肟型交联剂可以为甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷、丙基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟基硅烷、甲基三(甲基异丁酮肟基)硅烷中的一种或几种，优选为甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷中的一种或几种。在本发明一个优选实施方式中，酮肟型交联剂为甲基三丁酮肟和乙烯基三丁酮肟基硅烷，进一步优选的是甲基三丁酮肟和乙烯基三丁酮肟基硅烷的质量比为(5～10):(1～4)，可以为4:1、3:1或2:1等。

本发明中，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、γ-(2,3环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、氨基硅烷低聚物中的一种或几种，优选为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种，进一步优选为N-β-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷，其中，N-β-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的重量比更优选为(1～4):1。

本发明中，无机填料可以为气相白炭黑、轻质或重质碳酸钙、氧化铝、硅微粉、炭黑中的一种或几种。在本发明一个优选实施方式中，无机填料可以为气相白炭黑和重质碳酸钙，进一步优选的是，气相白炭黑和重质碳酸钙的重量比为(1～4):(5～10)。

本发明中，催化剂为二丁基二月桂酸锡、二辛基二月桂酸锡、二丁基二乙酸锡、钛酸四正丁酯、钛酸四异丙酯、钛酸四乙酯中的一种或几种，优选为二丁基二月桂酸锡。

在本发明一个优选实施方式中，单组份酮肟型硅酮胶的原料中：α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、稀释剂、聚天门冬氨酸酯树脂、酮肟型交联剂、硅烷偶联剂、无机填料和催化剂的质量比为100:(10～30):(1.5～3.0):(3～15):(0.1～1.5):(5～20):(0.01～1.0)。

在本发明一个优选实施方式中，本发明提供的单组份酮肟型硅酮胶，以重量份计，由包括如下组分的原料制得：

在本发明一个优选实施方式中，本发明提供的单组份酮肟型硅酮胶由上述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、聚天门冬氨酸酯树脂、稀释剂、酮肟型交联剂、硅烷偶联剂、无机填料和催化剂组成。

在本发明中，重量份可以是μg、mg、g、kg等本领域公知的重量单位，也可以是其倍数，如1/10、1/100、10倍、100倍等。

本发明提供的单组份酮肟型硅酮胶的制备方法可以为本领域中常规的方法，将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和聚天门冬氨酸酯树脂按特定比例与其他物质混合制备，其他原料的添加顺序可以为常规顺序。在本发明一个优选实施方式中，该单组份酮肟型硅酮胶的制备方法包括如下步骤：将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、稀释剂、聚天门冬氨酸酯树脂、无机填料加入到捏合机中，加热至120±5℃，抽真空至-0.095MPa以上，高速捏合180±30分钟，密闭冷却至室温；再依次加入酮肟型交联剂、硅烷偶联剂、催化剂，密闭搅拌均匀后，抽真空-0.095MPa，机械搅拌30±5分钟，出料即得。

本发明的另一目的在于提供了上述单组份酮肟型硅酮胶的制备方法，该制备方法包括如下步骤：将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、稀释剂、聚天门冬氨酸酯树脂、无机填料加入到捏合机中，加热至120±5℃，抽真空至-0.095MPa以上，高速捏合180±30分钟，密闭冷却至室温；再依次加入酮肟型交联剂、硅烷偶联剂、催化剂，密闭搅拌均匀后，抽真空-0.095MPa，机械搅拌30±5分钟，出料即得。

本发明的有益效果为：

相比常规的单组份酮肟型硅酮胶，本发明提供的单组份酮肟型硅酮胶既有较好的硅酮胶的性能(比如固化速度和对基材的附着力)，同时其表干时间可延长50％以上，有利于实际的施工操作。本发明所需使用的聚天门冬氨酸酯树脂添加量少，即可实现本发明的效果，同时由于该树脂本身的价格接近二甲基硅油等稀释剂，对于厂家的生产成本影响小，适合产业化。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

称量20000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷50份，80000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷50份，100mPa·s的二甲基硅油21.5份，聚天门冬氨酸酯树脂F520 1.5份，气相白炭黑13份。将上述物质加入到捏合机中混合均匀，加热至120℃，真空-0.095MPa，高速捏合180分钟，出料密闭冷却至室温。按重量将7.5份甲基三丁酮肟，2.5份乙烯基三丁酮肟基硅烷，0.73份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，0.05份二丁基二月桂酸锡加入到高速搅拌机中混合均匀，抽真空-0.09MPa，转速400r/min，混合30分钟，出料密封保存。

实施例2

称量50000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，350mPa·s的二甲基硅油18份，聚天门冬氨酸酯树脂F520 3.0份，气相白炭黑13份。将上述物质加入到捏合机中混合均匀，加热至120℃，真空-0.095MPa，高速捏合170分钟，出料密闭冷却至室温。按重量将7.5份甲基三丁酮肟，2.5份乙烯基三丁酮肟基硅烷，0.73份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，0.02份二丁基二月桂酸锡加入到高速搅拌机中混合均匀，抽真空-0.09MPa，转速400r/min，混合30分钟，出料密封保存。

实施例3

称量80000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，500mPa·s的二甲基硅油23份，聚天门冬氨酸酯树脂F520 2.0份，气相白炭黑15份。将上述物质加入到捏合机中混合均匀，加热至125℃，真空-0.095MPa，高速捏合210分钟，出料密闭冷却至室温。按重量将8.5份甲基三丁酮肟，1.5份乙烯基三丁酮肟基硅烷，0.73份γ-氨丙基三甲氧基硅烷，0.08份二丁基二月桂酸锡加入到高速搅拌机中混合均匀，抽真空-0.09MPa，转速400r/min，混合30分钟，出料密封保存。

实施例4

称量20000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，500mPa·s的二甲基硅油15份，聚天门冬氨酸酯树脂F520 2.5份，气相白炭黑12份。将上述物质加入到捏合机中混合均匀，加热至120℃，真空-0.095MPa，高速捏合200分钟，出料密闭冷却至室温。按重量将7.5份甲基三丁酮肟，2.5份乙烯基三丁酮肟基硅烷，0.73份γ-氨丙基三甲氧基硅烷，0.10份二丁基二月桂酸锡加入到高速搅拌机中混合均匀，抽真空-0.09MPa，转速400r/min，混合30分钟，出料密封保存。

实施例5

称量20000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷60份，80000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷40份，100mPa·s的二甲基硅油21.5份，聚天门冬氨酸酯树脂F520 2.2份，轻质碳酸钙20份。将上述物质加入到捏合机中混合均匀，加热至120℃，真空-0.095MPa，高速捏合150分钟，出料密闭冷却至室温。按重量将7.5份甲基三丁酮肟，2.5份乙烯基三丁酮肟基硅烷，0.51份N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，0.2份二丁基二月桂酸锡加入到高速搅拌机中混合均匀，抽真空-0.09MPa，转速400r/min，混合30分钟，出料密封保存。

实施例6

称量80000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，350mPa·s的二甲基硅油20份，聚天门冬氨酸酯树脂F520 2.4份，硅微粉18份。将上述物质加入到捏合机中混合均匀，加热至125℃，真空-0.095MPa，高速捏合190分钟，出料密闭冷却至室温。按重量将7.5份甲基三丁酮肟，2.5份乙烯基三丁酮肟基硅烷，0.30份N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，γ-(2,3环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷0.21份，0.10份二丁基二月桂酸锡加入到高速搅拌机中混合均匀，抽真空-0.09MPa，转速400r/min，混合30分钟，出料密封保存。

实施例7

称量100000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，100mPa·s的二甲基硅油23份，聚天门冬氨酸酯树脂F520 2.1份，气相白炭黑5份，硅微粉15份。将上述物质加入到捏合机中混合均匀，加热至130℃，真空-0.095MPa，高速捏合160分钟，出料密闭冷却至室温。按重量将8.5份甲基三丁酮肟，1.5份乙烯基三丁酮肟基硅烷，0.51份N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，0.02份二丁基二月桂酸锡加入到高速搅拌机中混合均匀，抽真空-0.09MPa，转速400r/min，混合30分钟，出料密封保存。

实施例8

称量20000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷30份，80000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷70份，350mPa·s的二甲基硅油23份，聚天门冬氨酸酯树脂F520 2.3份，气相白炭黑8份，重质碳酸钙12份。将上述物质加入到捏合机中混合均匀，加热至125℃，真空-0.095MPa，高速捏合190分钟，出料密闭冷却至室温。按重量将7.5份甲基三丁酮肟，2.5份乙烯基三丁酮肟基硅烷，0.30份N-β-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷，0.30份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，0.035份二丁基二月桂酸锡加入到高速搅拌机中混合均匀，抽真空-0.09MPa，转速400r/min，混合25分钟，出料密封保存。

实施例9

称量200000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，1000mPa·s的二甲基硅油21.5份，聚天门冬氨酸酯树脂F525 1.5份，氧化铝13份。将上述物质加入到捏合机中混合均匀，加热至120℃，真空-0.095MPa，高速捏合180分钟，出料密闭冷却至室温。按重量将7.5份丙基三丁酮肟基硅烷，2.5份乙烯基三丁酮肟基硅烷，0.73份双氨基硅烷低聚物，0.05份钛酸四正丁酯加入到高速搅拌机中混合均匀，抽真空-0.09MPa，转速400r/min，混合30分钟，出料密封保存。

对比例1

称量20000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷50份，80000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷50份，100mPa·s的二甲基硅油23份，气相白炭黑13份。将上述物质加入到捏合机中混合均匀，加热至120℃，真空-0.095MPa，高速捏合180分钟，出料密闭冷却至室温。按重量将7.5份甲基三丁酮肟，2.5份乙烯基三丁酮肟基硅烷，0.73份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，0.025份二丁基二月桂酸锡加入到高速搅拌机中混合均匀，抽真空-0.09MPa，转速400r/min，混合30分钟，出料密封保存。

对比例2

称量80000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，350mPa·s的二甲基硅油23份，气相白炭黑5份，轻质碳酸钙15份。将上述物质加入到捏合机中混合均匀，加热至125℃，真空-0.095MPa，高速捏合170分钟，出料密闭冷却至室温。按重量将7.5份甲基三丁酮肟，2.5份乙烯基三丁酮肟基硅烷，0.51份N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，0.08份二丁基二月桂酸锡加入到高速搅拌机中混合均匀，抽真空-0.09MPa，转速400r/min，混合30分钟，出料密封保存。

对比例3

称量20000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷50份，80000mPa·s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷50份，100mPa·s的二甲基硅油21.5份，聚天门冬氨酸酯树脂10份，气相白炭黑13份。将上述物质加入到捏合机中混合均匀，加热至120℃，真空-0.095MPa，高速捏合180分钟，出料密闭冷却至室温。按重量将7.5份甲基三丁酮肟，2.5份乙烯基三丁酮肟基硅烷，0.73份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，0.05份二丁基二月桂酸锡加入到高速搅拌机中混合均匀，抽真空-0.09MPa，转速400r/min，混合30分钟，出料密封保存。

将实施例以及对比例得到的单组份酮肟型硅酮胶进行性能测试，测试结果见表1和表2。

表1硅酮胶的性能结果表

注：测试环境条件为23±2℃，50±5％相对湿度，测试7天硬度，哑铃拉伸测5组平行样，取平均值。

表2硅酮胶的粘接性能测试结果

备注：每种基材测试2片平行基材，测试环境条件为23±2℃，50±5％相对湿度，AF表示粘接失败，CF表示内聚破坏。

从上表1和表2中给出的测试结果可以看出，本发明的实施例，与对比例1，2相比，表干时间有较为明显延长，延长幅度到50％以上，同时深层固化速度，硬度，基材粘接性能，无明显变化，使用所制备的单组份酮肟型硅酮胶具备更好的施工操作性能。对比例3的单组份酮肟型硅酮胶虽然有较长的表干时间，但是其他性能有明显的变化。

最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单组份酮肟型硅酮胶，其特征在于，原料中包括α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和聚天门冬氨酸酯树脂；其中，所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和聚天门冬氨酸酯树脂的质量比为100:(1.5～3.0)。

2.根据权利要求1所述的单组份酮肟型硅酮胶，其特征在于，所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷25℃下的粘度范围在100～500000mPa·s，优选5000～100000mPa·s。

3.根据权利要求1或2所述的单组份酮肟型硅酮胶，其特征在于，所述原料中还包括稀释剂、酮肟型交联剂、硅烷偶联剂、无机填料和催化剂。

4.根据权利要求3所述的单组份酮肟型硅酮胶，其特征在于，所述稀释剂为二甲基硅油，优选为粘度为50～1000mPa·s的二甲基硅油，进一步优选为粘度为100～500mPa·s的二甲基硅油。

5.根据权利要求3或4所述的单组份酮肟型硅酮胶，其特征在于，所述酮肟型交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷、丙基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟基硅烷、甲基三(甲基异丁酮肟基)硅烷中的一种或几种，优选为甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷中的一种或几种。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的单组份酮肟型硅酮胶，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、γ-(2,3环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、氨基硅烷低聚物中的一种或几种。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的单组份酮肟型硅酮胶，其特征在于，所述无机填料为气相白炭黑、轻质或重质碳酸钙、氧化铝、硅微粉、炭黑中的一种或几种；

所述催化剂为二丁基二月桂酸锡、二辛基二月桂酸锡、二丁基二乙酸锡、钛酸四正丁酯、钛酸四异丙酯、钛酸四乙酯中的一种或几种。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的单组份酮肟型硅酮胶，其特征在于，所述原料中：α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、稀释剂、聚天门冬氨酸酯树脂、酮肟型交联剂、硅烷偶联剂、无机填料和催化剂的质量比为100:(10～30):(1.5～3.0):(3～15):(0.1～1.5):(5～20):(0.01～1.0)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的单组份酮肟型硅酮胶，其特征在于，以重量份计，由包括如下组分的原料制得：

10.权利要求3至9中任一项所述的单组份酮肟型硅酮胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、稀释剂、聚天门冬氨酸酯树脂、无机填料加入到捏合机中，加热至120±5℃，抽真空至-0.095MPa以上，高速捏合180±30分钟，密闭冷却至室温；再依次加入酮肟型交联剂、硅烷偶联剂、催化剂，密闭搅拌均匀后，抽真空-0.095MPa，机械搅拌30±5分钟，出料即得。