CN115109553A - 一种焊缝防腐密封胶组合物以及密封胶 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种焊缝防腐密封胶组合物以及密封胶，该组合物包含如下重量份的组分：硅烷改性聚醚80‑150份；水汽阻隔材料1‑10份；触变剂2‑10份；增强气密性填料80‑230份；偶联剂2‑7份；催化剂0.2‑2份。本发明提供的焊缝防腐密封单组分硅改性聚醚密封胶，施工性能优异，施胶使用设备减少，极大降低施工成本；本发明提供的密封胶，通过引入水汽阻隔性良好的大分子基团，该大分子基团与硅改性聚醚树脂因部分结构相似而相融，在胶体固化体系内起到强化胶体水汽阻隔作用，耐水性优于现用硅改性聚醚密封胶，与现用聚硫密封胶防腐性能相当，且耐候性良好。

Description

一种焊缝防腐密封胶组合物以及密封胶
技术领域
本发明涉及一种焊缝防腐密封胶材料，具体为一种以硅改性聚醚树脂为主体树脂，复合其他气密性良好材料，满足焊缝防腐密封要求的单组分密封胶。
背景技术
钢结构主要由型钢和钢板等制成钢梁、钢柱等构件组成，是主要的建筑结构类型之一。各构件间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接，因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于桥梁、大型厂房及超高层等领域。钢结构桥梁桥址焊缝表面受施工条件限制，表面质量无法保证，采用传统涂装体系施工的焊缝表面经常出现开裂、脱落、生锈等现象，维修成本高，属钢桥涂装防腐的薄弱环节，由此可见，焊缝防腐的关键在于对水汽及其他腐蚀性化学物质的阻隔，钢结构中焊接点为应力破坏薄弱环节，仅采用常规喷漆操作，因现用油漆柔韧性较差，在结构件长期受力疲劳震动下极易开裂，失去防腐阻隔作用。因此，在焊缝及铆接部件应先由弹性材料填充，再通过喷漆可达到长期防腐及建筑美观效果。
弹性材料应具备一定的粘接性，且表面可涂饰喷漆。聚硫密封胶因其气密性良好，对基材粘接性良好的优势，在焊缝及铆接部位的防腐应用广泛，但聚硫密封胶气味大，胶体粘稠，且多为双组分，施工体验差，施工效率低，完成施胶所需设备多，且该产品耐候性差，应用弊端较多。硅改性聚醚密封胶弹性好，粘接性优，且具有硅酮胶不具备的表面可涂饰喷漆的特点，可作为焊缝处弹性填缝材料，但硅改性聚醚密封胶虽因含Si-O-Si基团有较于聚氨酯材料良好的耐候性，但主链仍为键能较低的C-O-C基团，耐候性及耐水汽侵蚀性较硅酮密封胶差。
发明内容
本发明主要针对硅改性聚醚材料耐水汽差的特点，通过加入阻挡水汽侵入的添加剂，提升密封胶耐水性，达到焊缝防腐密封作用，同时，该密封胶为单组分，黏度适中，无气味，施工便利，体验良好，且表面可喷涂，可满足工程美观要求。
本申请提供一种焊缝防腐密封胶组合物，其包含如下重量份的组分：
Figure BDA0003798906600000021
在一种实施方式中，所述组合物还包含添加剂，所述添加剂选自以下重量份的组分中的至少一种：
Figure BDA0003798906600000022
在一种实施方式中，硅烷改性聚醚选自具有以下结构式A、B或C的聚合物中的一种或多种：
Figure BDA0003798906600000023
其中，x为0或1；n为非零正整数；R，R1，R2，R3各自独立地为H、-CH3、-CH2CH3，-CH2CH2CH3，苯基，或结构如D所示的单元；p为非负整数；q为非零正整数；m为非零正整数。
在一种实施方式中，所述水汽阻隔材料选自硅烷改性三烯丙基异氰脲酸酯、聚异戊二烯、丁腈橡胶、MQ硅树脂、脂环族环氧树脂及氢化双酚A型环氧树脂中的一种或多种。
在一种实施方式中，触变剂选自聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、气相二氧化硅和有机膨润土的一种或组合；增强气密性填料选自纳米碳酸钙、高岭土及二氧化硅的一种或多种；偶联剂选自3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷中的一种或组合；催化剂选自二丁基锡二月桂酸锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡、螯合锡中的一种或组合。
在一种实施方式中，所述增塑剂为环保型增塑剂，
除水剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、无水氯化钙和氧化钙中的一种或多种，更优选为乙烯基三甲氧基硅烷；
紫外吸收剂选自水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类中的一种或组合；
抗氧剂选自二苯胺、对苯二胺、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-4羟基苯基)硫醚、硫代二丙酸双酯、亚磷酸酯中的一种或组合。
在一种实施方式中，所述增塑剂选自甲基硅油，聚醚二元醇、聚乙二醇、磷酸苯酯类、磷酸烷基酯和十五烷基磺酸苯酯中的任意一种或者组合。
本申请还涉及一种焊缝防腐密封胶，其由本申请的焊缝防腐密封胶组合物形成。该焊缝防腐密封胶可阻隔腐蚀性气液侵蚀基材，可满足钢结构焊缝防腐密封要求，特别适用于钢结构焊缝防腐密封。
与现用焊缝防腐密封剂相比，本发明提供的焊缝防腐密封单组分硅改性聚醚密封胶，施工性能优异，施胶使用设备减少，极大降低施工成本；与现有硅改性聚醚密封胶相比，本发明提供的密封胶，通过引入水汽阻隔性良好的大分子基团，该大分子基团与硅改性聚醚树脂因部分结构相似而相融，在胶体固化体系内起到强化胶体水汽阻隔作用，耐水性优于现用硅改性聚醚密封胶，与现用聚硫密封胶防腐性能相当，且耐候性良好。
具体实施方式
下面通过实施例对本申请进一步详细说明。通过这些说明，本申请的特点和优点将变得更为清楚明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本申请涉及一种焊缝防腐密封胶组合物，其包含如下重量份的组分：
Figure BDA0003798906600000041
本申请的焊缝防腐密封胶组合物包含硅烷改性聚醚，其是本申请的重要组分。该硅烷改性聚醚可以选自具有以下结构式A、B或C的聚合物中的一种或多种：
Figure BDA0003798906600000042
其中，x为0或1；n为非零正整数；R，R1，R2，R3各自独立地为H、-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3、苯基或结构如D所示的单元；p为非负整数；q为非零正整数；m为非零正整数。
在一种实施方式中，n可以为5-50；p可以为0-5；q可以为1-10；m为5-50。
结构式A的聚合物可以由含有可水解基团的硅烷化合物与具有双官能度的聚醚进行反应而得到。结构式B和C的聚合物可以由功能性硅烷与含有OH端基的聚醚预聚体而得到。结构式A、B和C的聚合物可以市售得到，例如可以从江苏瑞洋安泰新材料科技有限公司、日本钟化公司(Kaneka公司)等购买得到。
本申请的焊缝防腐密封胶组合物包含水汽阻隔材料。优选的水汽阻隔剂可以为硅烷改性三烯丙基异氰脲酸酯、聚异戊二烯、丁腈橡胶、MQ硅树脂、脂环族环氧树脂及氢化双酚A型环氧树脂中的一种或几种。这些水汽阻隔材料与硅烷改性聚醚树脂良好相融，在胶体固化体系内起到强化胶体水汽阻隔作用，耐水性优于现用硅改性聚醚密封胶，与现用聚硫密封胶防腐性能相当，且耐候性良好。
MQ硅树脂是一类非常独特的聚硅氧烷，价廉易得的水玻璃是其主要原料。MQ硅树脂是由单官能团Si-O单元(M单元)与四官能团Si-O单元(SiQZ简称Q单元)组成的一种有机硅树脂，具有双层结构紧密球状物。
本申请的焊缝防腐密封胶组合物包含触变剂。在一种实施方式中，触变剂选自聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、气相二氧化硅和有机膨润土的一种或组合。
本申请的焊缝防腐密封胶组合物包含增强气密性填料。增强气密性填料选自纳米碳酸钙、高岭土及二氧化硅的一种或多种。
本申请的焊缝防腐密封胶组合物包含偶联剂。优选地，偶联剂优选为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、有机硅改性环氧偶联剂(含氢量为0.8％直链甲基含氢硅油与1,2-环氧-4-乙烯基环己烷TTA11经铂催化加成反应所得)中的一种或组合。
本申请的焊缝防腐密封胶组合物包含催化剂。催化剂选自二丁基锡二月桂酸锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡、螯合锡中的一种或组合。
本申请的焊缝防腐密封胶组合物还包含添加剂，所述添加剂选自以下重量份的组分中的至少一种：
Figure BDA0003798906600000051
在一种实施方式中，所述增塑剂为环保型增塑剂。例如，所述增塑剂可以选自甲基硅油，聚醚二元醇、聚乙二醇、磷酸苯酯类、磷酸烷基酯和十五烷基磺酸苯酯中的任意一种或者组合。
在一种实施方式中，除水剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、无水氯化钙和氧化钙中的一种或多种，更优选为乙烯基三甲氧基硅烷。
在一种实施方式中，紫外吸收剂可以选自水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类中的一种或组合。
在一种实施方式中，抗氧剂可以选自二苯胺、对苯二胺、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-4羟基苯基)硫醚、硫代二丙酸双酯、亚磷酸酯中的一种或组合。
本申请还涉及一种焊缝防腐密封胶，其由本申请的焊缝防腐密封胶组合物形成。该密封胶可以如下制备：将硅改性聚醚树脂与水汽阻隔材料加热至60℃～120℃溶解搅拌，加入增塑剂，加入填料、触变剂加热至80℃脱水30min，待基料晾至40℃以下，依次加入除水剂、紫外线吸收剂、热稳定剂，搅拌均匀，加入偶联剂，搅拌均匀，监测胶液温度，温度35℃以下，方可加入催化剂，搅拌均匀，包装。
为了便于理解本发明，下面将参照实施例对本发明进行更全面的描述，以下给出了本发明的较佳实施例。但本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
实施例1：
本例提供一种焊缝防腐密封胶，包括如下重量份的组分：
结构式如A所示硅烷改性聚醚树脂(x＝0,黏度：23000mPa.s，R1取D链节，购自江苏瑞洋安泰新材料科技有限公司，牌号为3623T)：100份；聚异戊二烯:5份；350CS甲基硅油：10份；纳米碳酸钙：80份；12000目高岭土：30份；气相二氧化硅：5份；V171：5份；紫外吸收剂UV-1130：0.5份；抗氧剂UV-1135:0.5份；偶联剂KH 550:4份；偶联剂KH 560：1份；催化剂螯合锡：1.0份。
实施例2：
本例提供一种焊缝防腐密封胶，包括如下重量份的组分：
结构式如C所示硅烷改性聚醚树脂(x＝0,黏度：11000mPa.s，R3取D链节，购自江苏瑞洋安泰新材料科技有限公司，牌号为3900)：100份；丁腈橡胶:2份；十五烷基磺酸苯酯：20份；纳米碳酸钙：70份；12000目高岭土：20份；气相二氧化硅：8份；V171：5份；紫外吸收剂UV-1130：0.5份；抗氧剂UV-1135:0.5份；KH 560：4份；二丁基锡二月桂酸锡：0.2份。
实施例3：
本例提供一种焊缝防腐密封胶，包括如下重量份的组分：
结构式如B所示硅烷改性聚醚树脂(x＝0,黏度：51000mPa.s，R2取D链节，购自江苏瑞洋安泰新材料科技有限公司，牌号为3011)：100份；硅烷改性三烯丙基异氰脲酸酯:3份；十五烷基磺酸苯酯：15份；纳米碳酸钙：60份；12000目高岭土：30份；气相二氧化硅：6份；V171：5份；紫外吸收剂UV-1130：0.5份；抗氧剂UV-1135:0.5份；KH 560:3份；二丁基锡二月桂酸锡：0.5份。
其中，硅烷改性三烯丙基异氰脲酸酯的合成方法：
500mL四口烧瓶中加入124.5g三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)，加入0.2g铂金催化剂，加入200mL甲苯，插入温度计，回流冷凝器，恒压漏斗及搅拌桨，恒压漏斗内81.5g三乙氧基硅烷，搅拌升温至80℃后，开始滴入三乙氧基硅烷，2h滴加完毕(注意观察瓶内反应，如遇温度上升明显，应减慢三乙氧基硅烷滴入速度)，三乙氧基硅烷滴加完毕，控制反应温度80℃继续反应4h，反应结束后，减压蒸馏出溶剂及其他杂质，得微黄透明液体，即为硅烷改性三烯丙基异氰脲酸酯。
对比例：
本例提供一种焊缝防腐密封胶，包括如下重量份的组分：
结构式如A所示硅烷改性聚醚树脂(x＝1,黏度：16000mPa.s，R1取H，购自旭硝子株式会社，牌号为SX888E)：100份；PPG2000：25份；纳米碳酸钙：80份；12000目高岭土：30份；气相二氧化硅：6份；V171：5份；紫外吸收剂UV-1130：0.5份；抗氧剂UV-1135:0.5份；KH 550:4份；KH 560：2份；螯合锡：1.5份。
将实施例1、2、3和对比例各项性能对比测试，结果如下表1所示。
表1
Figure BDA0003798906600000081
实施例与对比例实验结果显示，硅改性聚醚密封胶内加入水汽阻隔大分子聚合物时可有效提升密封胶的水蒸气透过率及耐候性，可阻隔腐蚀性气液侵蚀基材，可满足钢结构焊缝防腐密封要求。
以上结合了优选的实施方式对本申请进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本申请进行多种替换和改进，这些均落入本申请的保护范围内。

Claims (8)

1.一种焊缝防腐密封胶组合物，其包含如下重量份的组分：
硅烷改性聚醚80-150份；
水汽阻隔材料1-10份；
触变剂2-10份；
增强气密性填料80-230份；
偶联剂2-7份；
催化剂0.2-2份。
2.根据权利要求1所述的焊缝防腐密封胶组合物，其中，所述组合物还包含添加剂，所述添加剂选自以下重量份的组分中的至少一种：
紫外吸收剂0-3份；
抗氧剂0-3份；
增塑剂10-50份；
除水剂 3-10份。
3.根据权利要求1所述的焊缝防腐密封胶组合物，其中，硅烷改性聚醚选自具有以下结构式A、B或C的聚合物中的一种或多种：
A:
Figure FDA0003798906590000011
B:
Figure FDA0003798906590000012
C:
Figure FDA0003798906590000013
D:
Figure FDA0003798906590000014
其中，x为0或1；n为非零正整数；R，R1，R2，R3各自独立地为H、-CH3、-CH2CH3，-CH2CH2CH3，苯基，或结构如D所示的单元；p为非负整数；q为非零正整数；m为非零正整数。
4.根据权利要求1所述的焊缝防腐密封胶组合物，其中，所述水汽阻隔材料选自硅烷改性三烯丙基异氰脲酸酯、聚异戊二烯、丁腈橡胶、MQ硅树脂、脂环族环氧树脂及氢化双酚A型环氧树脂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的焊缝防腐密封胶组合物，其中，
触变剂选自聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、气相二氧化硅和有机膨润土的一种或组合；
增强气密性填料选自纳米碳酸钙、高岭土及二氧化硅的一种或多种；
偶联剂选自3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷中的一种或组合；
催化剂选自二丁基锡二月桂酸锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡、螯合锡中的一种或组合。
6.根据权利要求2所述的焊缝防腐密封胶组合物，其中，
所述增塑剂为环保型增塑剂，
除水剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、无水氯化钙和氧化钙中的一种或多种，更优选为乙烯基三甲氧基硅烷；
紫外吸收剂选自水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类中的一种或组合；
抗氧剂选自二苯胺、对苯二胺、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-4羟基苯基)硫醚、硫代二丙酸双酯、亚磷酸酯中的一种或组合。
7.根据权利要求6所述的焊缝防腐密封胶组合物，其中，所述增塑剂选自甲基硅油，聚醚二元醇、聚乙二醇、磷酸苯酯类、磷酸烷基酯和十五烷基磺酸苯酯中的任意一种或者组合。
8.一种焊缝防腐密封胶，其由权利要求1-7中任一项的焊缝防腐密封胶组合物形成。
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