CN114716955B - 一种环保长效防霉胶 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种环保长效防霉胶，主要采用性能互补的α‑二甲氧基硅烷封端聚醚和二甲氧基(甲基)硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚进行配伍改性，加强了胶本身的致密性，霉菌很难进入胶条本身，从而大幅提高改性硅胶的防霉性能，同时制得的防霉胶VOC释放量几乎为0，且在综合性能上表现更加优异，可带水施工、硬度高、韧性好、亮度高、粘结性好，为环境友好型产品，特别适用于厨房、卫生间等场合的防霉用胶。
Description
技术领域
本发明涉及建筑用高分子密封材料技术领域，具体而言，涉及一种环保长效防霉胶，特别是应用于厨卫室内的环保长效防霉胶。
背景技术
在家居装饰行业中通常使用密封胶做粘接、密封、接缝、防水用，但是在厨卫室内，由于常常会有使用水，故在厨卫室内空气一般都很潮湿，即使使用防霉性的硅酮密封胶，在长时间的潮湿的水汽作用硅酮密封胶也会发霉引起强度、粘附力下降，从而影响厨卫室的美观甚至引发安全问题。
目前市场上的防霉胶多数为硅酮密封胶，为有机原料，很容易滋生霉菌。大多数的防霉胶的防霉原理都来源于辅料防霉剂，防霉剂在硅酮胶中添加量是有一定比例的，并且很有限。一旦普通防霉胶滋生霉菌，就要消耗体系内添加的防霉剂，可是等到防霉剂消耗殆尽，普通防霉胶就起不到防霉的作用了。
硅烷改性聚醚密封胶是一种以烷氧基硅烷封端的聚醚聚合物为基料，混合填料、助剂等得到的黏稠膏状物。当其涂覆使用于接合面之间的缝隙时，因接触空气或基材上的水分而开始聚合固化，最终形成有粘结性的弹性体填充界面，达到粘结和密封的目的。硅烷改性聚醚密封胶具有弹性好、强度高、抗形变位移能力较高、低VOC含量、无污染、绿色环保等优点，被广泛应用于轨道交通、汽车制造、集装箱、电梯、瓷砖粘接、室内装修等领域。
CN106987114A公开了一种永久防霉硅烷改性聚醚快固化密封胶，但其依然需要通过添加防霉剂进行防霉，而且随着防霉剂的消耗，始终无法保证长效防霉的效果。
CN106833321B公开了一种透明防霉硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法，从实施例可以看出几种不同的硅烷封端聚醚实际都为单独使用，并没有进行复配，因为这几种硅烷封端聚醚性能比较似，实际上并没有复配的必要，而且在交联反应中必须通过催化剂来加速，催化剂一般都是有机锡类催化剂，不环保；另外虽然其制得的透明防霉胶也有一定的防霉效果，但实际上并不实用，因为这类透明防霉硅烷改性聚醚密封胶虽然开始时外观很透很美观，但是时间长以后透明硅烷改性聚醚密封胶容易黄变，特别是打在潮湿的地方，很容易影响美观。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种环保长效防霉胶，主要采用性能互补的两种硅烷封端聚醚进行配伍改性，其中一种为短链的树脂来提高强度和硬度，另一种来提高韧性和伸长率，加强了胶本身的致密性，霉菌很难进入胶条本身，从而大幅提高改性硅胶的防霉性能。本发明提供的环保长效防霉胶，VOC(可挥发性有机物)的释放量几乎为0，且在综合性能上表现更加优异，硬度高、韧性好、亮度高、粘结性好，是真正的环境友好型产品，特别适用于厨房、卫生间等场合的防霉用胶。
一方面，本发明提供了一种环保长效防霉胶，包括硅烷封端聚醚、除水剂、光稳定剂、固化剂和填料，其中所述硅烷封端聚醚由A和B两组性能互补的树脂组成，其中A为α-二甲氧基硅烷封端聚醚。
本发明所述的两种性能互补的树脂，其中A为短链的树脂来提高强度和硬度，B为较长链树脂来提高韧性和伸长率，A和B通过互相配合来优化力学性能，加强了胶本身的致密性，不仅具有长效防霉的效果，而且粘接强度很高，达到2.5MPA以上，同时硬度高，韧性好，亮度高，性能非常优越。
进一步地，所述B为二甲氧基(甲基)硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚、三甲氧基硅烷封端聚醚或端氨基甲酸三甲氧基硅丙基酯聚醚中的任意一种。
进一步地，所述α-二甲氧基硅烷封端聚醚为德国瓦克的xb502型号树脂。
XB502是德国Wacker瓦克生产的GENIOSIL硅增强聚醚基硅烷端端聚合物，适用于保湿配方中的粘结剂。它是一种透明的低粘度粘结剂，固化后所得胶粘剂在高岸d范围内表现出硬度。这种聚合物补充了弹性粘结剂的范围，如stp-e10，并可以很容易地与该产品组以不同的比例混合，以使性能适合各自的应用。XB502的氮原子与水分活性硅原子的结构接近。它在水分存在下水解，最终形成由温和催化而不是重金属离子引发的稳定的硅氧烷网络。
进一步地，所述二甲氧基(甲基)硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚为德国瓦克的stpe10型号树脂，所述三甲氧基硅烷封端聚醚为德国瓦克的stpe35型号树脂，所述端氨基甲酸三甲氧基硅丙基酯聚醚为德国瓦克的stpe15型号树脂。
进一步地，所述B为二甲氧基(甲基)硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚。
B组分选用二甲氧基(甲基)硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚时，制得的环保长效防霉胶具备更好的粘结性，韧性更好，硬度更好。
进一步地，所述A与B的配比关系为1∶1～4∶1。
进一步地，所述A与B的配比关系为2∶1。
大量实验证明，A与B的配比关系为2：1时，制备的胶体性能达到最佳，强度最高，韧性好，硬度满足需求。
进一步地，所述填料为气相白炭黑和碳酸钙，除水剂为乙烯基三甲氧基硅烷，光稳定剂为EVERSORB 84。
进一步地，所述固化剂为氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷中的几种或一种。
进一步地，所述环保长效防霉胶还可以含有颜料。
进一步地，按质量份数计算，包括硅烷封端聚醚50～100份、除水剂0.1～2份、光稳定剂 0.1～2份、固化剂0.5～3份和填料55～100份。
进一步地，按质量份数计算，包括硅烷封端聚醚100份、除水剂1份、光稳定剂1份、固化剂2份、气相白炭黑8份和碳酸钙75份。
另一方面，本发明提供一种环保长效防霉胶的制备方法为：(1)先加入硅烷封端聚醚、除水剂和光稳定剂真空搅拌30-40min；(2)再加入气相白炭黑搅拌均匀，然后加入碳酸钙搅拌均匀后真空搅拌30-40min；(3)最后加入固化剂真空搅拌20-30min即可，全程需控制反应温度在50℃以下。
在一些实施方式中，步骤(1)的真空搅拌速度为300-400转/分。
在一些实施方式中，步骤(2)的真空搅拌为真空高速搅拌，搅拌速度为900-1000转/ 分。
制备过程中，如果温度过高，会使胶的反应速率加快，使制得的胶体的性能下降和外观变差等，同时出料物料温度过高，也会加大出料的难度，因此需控制在50℃以下。
再一方面，本发明提供一种硅烷封端聚醚用于制备环保长效防霉胶的用途，其特征在于，所述硅烷封端聚醚由A和B两组性能互补的树脂组成，其中A为α-二甲氧基硅烷封端聚醚，B为二甲氧基(甲基)硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚。
本发明的有益效果为：
1.非常致密，霉菌难以进入胶条本身，具备很好的防霉作用，并获得1级永久防霉胶的检测报告；
2.粘接强度高，达到2.5MPA以上，粘接材料范围广；
3.硬度高，韧性好，亮度高，可以取代部分美缝产品；
4.可以涂覆，通过涂覆不同的颜料，满足不同客户对改善外观颜色的要求；
5.可以带水施工，免除因有水渍而影响的粘接不牢等问题。
附图说明
图1、图2为实施例9中的1级永久防霉胶的检测报告
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。本实施例中使用的试剂均为已知产品，通过购买市售产品获得。
实施例1α-二甲氧基硅烷封端聚醚
本实施例提供的胶体仅含有α-二甲氧基硅烷封端聚醚一种树脂作为基础聚合物，主要制备过程为：(1)先加入α-二甲氧基硅烷封端聚醚(德国瓦克，xb502)100份、除水剂乙烯基三甲氧基硅烷1份和光稳定剂EVERSORB 84(中国台湾永光)1份，真空搅拌30-40min，搅拌速度为300-400转/分；(2)再加入气相白炭黑8份搅拌均匀，然后加入碳酸钙75份搅拌均匀后真空搅拌30-40min，搅拌速度为900-1000转/分；(3)最后加入固化剂氨丙基三甲氧基硅烷2份，真空搅拌20-30min即可，全程需控制反应温度在50℃以下。
实施例2二甲氧基(甲基)硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚
本实施例提供的胶体仅含有二甲氧基(甲基)硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚一种树脂作为基础聚合物，主要制备过程为：(1)先加入二甲氧基(甲基)硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚(德国瓦克，stpe10)100份、除水剂乙烯基三甲氧基硅烷1份和光稳定剂EVERSORB 84 (中国台湾永光)1份，真空搅拌30-40min，搅拌速度为300-400转/分；(2)再加入气相白炭黑8份搅拌均匀，然后加入碳酸钙75份搅拌均匀后真空搅拌30-40min，搅拌速度为900-1000 转/分；(3)最后加入固化剂氨丙基三甲氧基硅烷2份，真空搅拌20-30min即可，全程需控制反应温度在50℃以下。
实施例3三甲氧基硅烷封端聚醚
本实施例提供的胶体仅含有三甲氧基硅烷封端聚醚一种树脂作为基础聚合物，主要制备过程为：(1)先加入三甲氧基硅烷封端聚醚(德国瓦克，stpe35)100份、除水剂乙烯基三甲氧基硅烷1份和光稳定剂EVERSORB 84(中国台湾永光)1份，真空搅拌30-40min，搅拌速度为300-400转/分；(2)再加入气相白炭黑8份搅拌均匀，然后加入碳酸钙75份搅拌均匀后真空搅拌30-40min，搅拌速度为900-1000转/分；(3)最后加入固化剂氨丙基三甲氧基硅烷2份，真空搅拌20-30min即可，全程需控制反应温度在50℃以下。
实施例4端氨基甲酸三甲氧基硅丙基酯聚醚
本实施例提供的胶体仅含有端氨基甲酸三甲氧基硅丙基酯聚醚一种树脂作为基础聚合物，主要制备过程为：(1)先加入端氨基甲酸三甲氧基硅丙基酯聚醚(德国瓦克，stpe15) 100份、除水剂乙烯基三甲氧基硅烷1份和光稳定剂EVERSORB 84(中国台湾永光)1份，真空搅拌30-40min，搅拌速度为300-400转/分；(2)再加入气相白炭黑8份搅拌均匀，然后加入碳酸钙75份搅拌均匀后真空搅拌30-40min，搅拌速度为900-1000转/分；(3)最后加入固化剂氨丙基三甲氧基硅烷2份，真空搅拌20-30min即可，全程需控制反应温度在50℃以下。实施例5α-二甲氧基硅烷封端聚醚+二甲氧基(甲基)硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚
本实施例提供的胶体仅含有α-二甲氧基硅烷封端聚醚和二甲氧基(甲基)硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚两种性能互补的树脂进行复配作为基础聚合物，主要制备过程为：(1)先加入α-二甲氧基硅烷封端聚醚66份、二甲氧基(甲基)硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚33份、除水剂乙烯基三甲氧基硅烷1份和光稳定剂EVERSORB 84(中国台湾永光)1份，真空搅拌30-40min，搅拌速度为300-400转/分；(2)再加入气相白炭黑8份搅拌均匀，然后加入碳酸钙75份搅拌均匀后真空搅拌30-40min，搅拌速度为900-1000转/分；(3)最后加入固化剂氨丙基三甲氧基硅烷2份，真空搅拌20-30min即可，全程需控制反应温度在50℃以下。
实施例6α-二甲氧基硅烷封端聚醚+三甲氧基硅烷封端聚醚
本实施例提供的胶体仅含有α-二甲氧基硅烷封端聚醚和三甲氧基硅烷封端聚醚两种性能互补的树脂进行复配作为基础聚合物，主要制备过程为：(1)先加入α-二甲氧基硅烷封端聚醚66份、三甲氧基硅烷封端聚醚33份、除水剂乙烯基三甲氧基硅烷1份和光稳定剂EVERSORB 84(中国台湾永光)1份，真空搅拌30-40min，搅拌速度为300-400转/分；(2)再加入气相白炭黑8份搅拌均匀，然后加入碳酸钙75份搅拌均匀后真空搅拌30-40min，搅拌速度为900-1000转/分；(3)最后加入固化剂氨丙基三甲氧基硅烷2份，真空搅拌20-30min即可，全程需控制反应温度在50℃以下。
实施例7α-二甲氧基硅烷封端聚醚+端氨基甲酸三甲氧基硅丙基酯聚醚
本实施例提供的胶体仅含有α-二甲氧基硅烷封端聚醚和端氨基甲酸三甲氧基硅丙基酯聚醚两种性能互补的树脂进行复配作为基础聚合物，主要制备过程为：(1)先加入α-二甲氧基硅烷封端聚醚66份、端氨基甲酸三甲氧基硅丙基酯聚醚33份、除水剂乙烯基三甲氧基硅烷1份和光稳定剂EVERSORB 84(中国台湾永光)1份，真空搅拌30-40min，搅拌速度为300-400 转/分；(2)再加入气相白炭黑8份搅拌均匀，然后加入碳酸钙75份搅拌均匀后真空搅拌 30-40min，搅拌速度为900-1000转/分；(3)最后加入固化剂氨丙基三甲氧基硅烷2份，真空搅拌20-30min即可，全程需控制反应温度在50℃以下。
实施例8检测分析
分别考察实施例1-7制得的防霉胶的性能，其中表干根据GB/T 13477.5-2002进行制样检测；粘结强度根据GB/T 13477.18-2002进行制样检测；断裂伸长率根据GB/T 528-2009进行制样检测；拉伸强度根据GB/T 528-2009进行制样检测；硬度根据GB/T 531.1-2008进行制样检测；防霉等级委托广东省微生物分析检测中心进行检测，其中1级-肉眼看不到长霉，2 级-肉眼明显看到长霉，在样品表面覆盖面积为10％～30％，3级-肉眼明显看到长霉，在样品表面覆盖面积为30％～60％，4级-肉眼明显看到长霉，在样品表面覆盖面积大于60％。检测结果如表1所示。
表1、防霉胶的性能比较
由表1可以看出，如实施例1、实施例2、实施例3和实施例4，单独采用一种硅烷封端聚醚制备得到的胶体，其性能单一，或是硬度较高，但柔韧性(拉伸强度高，断裂伸长率低)较差，或是柔韧性(拉伸强度低，断裂伸长率大)较好，硬度较低，而且粘结强度和防霉性能都较差。
当将两种性能互补的硅烷封端聚醚制进行配伍后，如实施例5、实施例6和实施例7所示，制得的胶体因致密性提高，明显提升了防霉性能和亮度，而且粘结强度和拉伸强度也都得到了大幅提升，性能更加优异。但是比较实施例5、实施例6和实施例7可以看出，实施例6和实施例7制得的防霉胶因致密度不高，亮度不好，防霉效果不佳；实施例5采用α-二甲氧基硅烷封端聚醚和二甲氧基(甲基)硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚进行配伍后，制得的防霉胶硬度和强度更高，粘结性也更好，因此为最优采用α-二甲氧基硅烷封端聚醚和二甲氧基(甲基)硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚进行配伍来制备环保长效防霉胶。
实施例9α-二甲氧基硅烷封端聚醚和二甲氧基(甲基)硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚的不同配比关系的影响
本实施例采用如实施例5提供的方法制备防霉胶，其中α-二甲氧基硅烷封端聚醚和二甲氧基(甲基)硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚的配比关系分别为1:1、2:1、3:1、4：1，分别考察制得的防霉胶的性能，其中表干根据GB/T 13477.5-2002进行制样检测；粘结强度根据GB/T 13477.18-2002进行制样检测；断裂伸长率根据GB/T 528-2009进行制样检测；拉伸强度根据GB/T 528-2009进行制样检测；硬度根据GB/T 531.1-2008进行制样检测；防霉等级委托广东省微生物分析检测中心进行检测，其中1级-肉眼看不到长霉，2级-肉眼明显看到长霉，在样品表面覆盖面积为10％～30～，3级-肉眼明显看到长霉，在样品表面覆盖面积为30％～60％，4级-肉眼明显看到长霉，在样品表面覆盖面积大于60％。检测结果如表2所示。
表2、α-二甲氧基硅烷封端聚醚和二甲氧基(甲基)硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚的不同配比的影响
| A与B比例 | 0.5：1 | 1：1 | 2：1 | 3：1 | 4：1 | 5：1 |
| 表干(min) | 14 | 13 | 10 | 15 | 11 | 15 |
| 密度(g/ml) | 1.58 | 1.59 | 1.58 | 1.58 | 1.59 | 1.59 |
| 粘接(玻璃铝块) | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
| 粘结强度(Mpa) | 2.1 | 2.2 | 3.1 | 2.9 | 2.5 | 2.1 |
| 24H固化深度(mm) | 2.3 | 2.2 | 2 | 2.2 | 2 | 2 |
| 断裂伸长率(％) | 275 | 200 | 121 | 94 | 70 | 61 |
| 拉伸强度(Mpa) | 2.34 | 2.7 | 3.93 | 3.32 | 2.91 | 2.59 |
| 硬度(shore A) | 60 | 72 | 80 | 85 | 87 | 88 |
| 亮度 | 亮度一般 | 非常光亮 | 非常光亮 | 非常光亮 | 非常光亮 | 亮度一般 |
| 防霉等级 | 2级 | 1级 | 1级 | 1级 | 1级 | 2级 |
由表2可见，α-二甲氧基硅烷封端聚醚和二甲氧基(甲基)硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚的不同配比，对制得的防霉胶性能有很大影响，当配比范围在1:1～4:1范围内时，制得的防霉胶粘结强度、拉伸强度、硬度都明显更好，断裂伸长率也保持在较优的范围内，而且非常光亮，防霉等级达到1级，符合环保长效防霉胶的要求；其中2:1的配比范围为最佳选择，制得的防霉胶粘结强度、拉伸强度、硬度都为最佳，断裂伸长率也达到121％，而且非常光亮，防霉等级达到1级，同时提供2:1的配比时的1级永久防霉胶检测报告见图1和图2。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (7)
1.硅烷封端聚醚用于制备提高环保长效防霉胶的防霉等级的用途，其特征在于，所述硅烷封端聚醚由A和B两组性能互补的树脂组成，其中A为α-二甲氧基硅烷封端聚醚，B为二甲氧基（甲基）硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚；按质量份数计算，所述环保长效防霉胶由硅烷封端聚醚50~100份、除水剂0.1~2份、光稳定剂0.1~2份、固化剂0.5~3份和填料55~100份组成，其中所述硅烷封端聚醚由A和B两组性能互补的树脂组成，其中A为α-二甲氧基硅烷封端聚醚，所述B为二甲氧基（甲基）硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚，按质量份数计算，所述A与B的配比关系为1∶1~4∶1；所述填料为气相白炭黑和碳酸钙，除水剂为乙烯基三甲氧基硅烷，光稳定剂为EVERSORB 84；固化剂为氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷中的几种或一种；所述环保长效防霉胶的防霉等级为1级。
2.如权利要求1所述的用途，其特征在于，按质量份数计算，所述A与B的配比关系为2∶1。
3.如权利要求2所述的用途，其特征在于，按质量份数计算，包括硅烷封端聚醚100份、除水剂1份、光稳定剂1份、固化剂2份、气相白炭黑8份和碳酸钙75份。
4.一种环保长效防霉胶，其特征在于，按质量份数计算，由硅烷封端聚醚50~100份、除水剂0.1~2份、光稳定剂0.1~2份、固化剂0.5~3份和填料55~100份组成，其中所述硅烷封端聚醚由A和B两组性能互补的树脂组成，其中A为α-二甲氧基硅烷封端聚醚，所述B为二甲氧基（甲基）硅基甲基氨基甲酸酯基聚醚，按质量份数计算，所述A与B的配比关系为1∶1~4∶1；所述填料为气相白炭黑和碳酸钙，除水剂为乙烯基三甲氧基硅烷，光稳定剂为EVERSORB84；固化剂为氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷中的几种或一种。
5.如权利要求4所述的环保长效防霉胶，其特征在于，按质量份数计算，所述A与B的配比关系为2∶1。
6.如权利要求5所述的环保长效防霉胶，其特征在于，按质量份数计算，包括硅烷封端聚醚100份、除水剂1份、光稳定剂1份、固化剂2份、气相白炭黑8份和碳酸钙75份。
7.如权利要求4~6任一项所述的环保长效防霉胶的制备方法，其特征在于，（1）先加入硅烷封端聚醚、除水剂和光稳定剂真空搅拌30-40min；（2）再加入气相白炭黑搅拌均匀，然后加入碳酸钙搅拌均匀后真空高速搅拌30-40min；（3）最后加入固化剂真空搅拌20-30min即可，全程需控制反应温度在50℃以下。
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