CN115109559A - 一种高强度硅酮密封胶及其制备方法 - Google Patents

一种高强度硅酮密封胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度硅酮密封胶及其制备方法。该高强度硅酮密封胶以重量份计由包括以下组分的原料制备而得:α,ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷100份、硅油增塑剂0~30份、补强填料70~150份、硅烷改性交联剂5~20份、钛酸酯催化剂1~5份;所述硅烷改性交联剂具有如下结构。本发明的高强度硅酮密封胶强度高、弹性好。

Description

一种高强度硅酮密封胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及密封胶领域,特别是涉及一种高强度硅酮密封胶及其制备方法。
背景技术
硅酮密封胶具有优异的耐高低温、耐紫外老化、粘接性好、环保性等性能。在建筑、电子电器、太阳光伏、LED照明、轨道交通、航天航空等领域具有比较广泛的应用,然而普通硅酮密封胶的本体强度不是很高,一般只有2-3MPa,限制了其在需要较高力学强度的应用场景的使用。因此非常有必要采用新的技术手段,提升硅酮密封胶的力学性能,进一步扩大硅酮密封胶的使用范围。
发明内容
为克服现有技术的缺陷,有必要提供一种强度高、弹性好的硅酮密封胶及其制备方法。本发明合成了一种具有多个可水解基团的含聚醚链段的硅烷改性交联剂,该硅烷改性交联剂具有多个可水解基团,水解后的硅羟基可以与α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷进行反应,可明显提高硅酮密封胶的内聚强度,同时该硅烷改性交联剂含有柔性的聚醚链段,可提高高强度硅酮密封胶的弹性。有望进一步扩大硅酮密封胶的使用范围。
本发明包括如下具体技术方案。
一种高强度硅酮密封胶,以重量份计,由包括以下组分的原料制备而得:
Figure BDA0003726812300000011
所述硅烷改性交联剂具有如下结构:
Figure BDA0003726812300000021
其中,1≤a≤15,1≤b≤15,1≤c≤15,1≤d≤15,4≤a+b+c+d≤40;
R为氨基硅烷偶联剂去掉氨基后的残基。
在其中一些实施例中,以重量份计,所述高强度硅酮密封胶由包括以下组分的原料制备而得:
Figure BDA0003726812300000022
在其中一些实施例中,所述硅烷改性交联剂由环氧基封端聚醚与氨基硅烷偶联剂反应得到;所述环氧基封端聚醚具有如下结构:
Figure BDA0003726812300000023
其中,1≤a≤15,1≤b≤15,1≤c≤15,1≤d≤15,4≤a+b+c+d≤40。
在其中一些实施例中,所述氨基硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种。
在其中一些实施例中,所述环氧基封端聚醚中的环氧基与所述氨基硅烷偶联剂中的氨基的摩尔比为1:1.2~1.5。
在其中一些实施例中,所述硅烷改性交联剂的制备方法包括如下步骤:将所述环氧基封端聚醚与所述氨基硅烷偶联剂在25℃~50℃的温度下反应40min~1.5h,即得所述硅烷改性交联剂。
在其中一些实施例中,所述反应的温度为35℃~45℃,时间为55min~65min。
在其中一些实施例中,所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为5000mPa.s~200000mPa.s。
在其中一些实施例中,所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为50000mPa.s~100000mPa.s。
在其中一些实施例中,所述补强填料选自纳米活性碳酸钙、气相法白炭黑、硅微粉、重质碳酸钙和滑石粉中的至少一种。
在其中一些实施例中,所述补强填料为质量比为1:15~25的气相法白炭黑和纳米活性碳酸钙的组合。
在其中一些实施例中,所述硅油增塑剂选自二甲基硅油、MDT硅油和单羟基硅油中的至少一种。
在其中一些实施例中,所述硅油增塑剂在25℃下的粘度为200mPa.s~500mPa.s
在其中一些实施例中,所述钛酸酯催化剂选自钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯、双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯、双(乙酰乙酸乙酯基)二正丁氧基钛酸酯和1,3-丙二氧基钛双(乙酰乙酸乙基酯)(乙酰丙酮)中的至少一种。
本发明还提供了上述的高强度硅酮密封胶的制备方法,包括如下技术方案。
一种上述的高强度硅酮密封胶的制备方法,包括如下步骤:
a、将所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、硅油增塑剂和补强填料加入到捏合机中,在温度为80℃~150℃、真空度为0.08MPa~0.098MPa的条件下脱水共混60分钟~300分钟,冷却后得到基料;
b、将所述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机中,再将所述硅烷改性交联剂、钛酸酯催化剂加入行星搅拌机或高速分散搅拌机与基料一起在真空度为0.08MPa~0.098MPa的条件下搅拌混合60分钟~120分钟,出料,即得所述高强度硅酮密封胶。
本发明合成了一种具有多个可水解基团的含聚醚链段的硅烷改性交联剂,并制备得到了一种高强度硅酮密封胶,与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1.本发明的高强度硅酮密封胶中添加了含聚醚链段的硅烷改性交联剂,该硅烷改性交联剂具有多个可水解基团,水解后的硅羟基可以与α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷进行反应,从而可以明显提高硅酮密封胶的内聚强度。
2.本发明的高强度硅酮密封胶中添加的含聚醚链段的硅烷改性交联剂含有柔性聚醚链段,可以使制备的硅酮密封胶具有高强度的同时具有良好的弹性。
3.本发明的高强度硅酮密封胶中添加的含聚醚链段的硅烷改性交联剂仍保留了氨基硅烷偶联剂的亚氨基,因此本发明添加的硅烷改性交联剂同时兼具交联剂和硅烷偶联剂的功能,因此本发明制备的高强度硅酮密封胶可以不用另外添加硅烷偶联剂,仅仅通过该硅烷改性交联剂配合α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、补强填料和钛酸酯催化剂即可制备得到强度高、弹性好的高强度硅酮密封胶。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
除非另有定义,本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不用于限制本发明。
本发明的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块,而是可选地还包括没有列出的步骤,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤。
在本发明中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明所述环氧基封端聚醚可以通过如下方法制备得到:
(1)称取一定量的季戊聚醚四元醇(PP150),加热至100-120℃真空脱水0.5-1h,然后通干燥氮气冷却至室温;加入BF3O(C2H5)2催化剂(三氟化硼-乙醚络合物),BF3O(C2H5)2:PP150=1:100~150(质量比),搅拌均匀;
(2)升温至55-70℃,在搅拌下用恒压漏斗缓慢滴加环氧氯丙烷,环氧氯丙烷:PP150=1:2~2.5(质量比),要求滴加时间不超过2h,然后保温反应7-8h,抽真空除去未反应的环氧氯丙烷;
(3)降温至45℃,加入甲苯稀释,然后分多次加入固体NaOH,NaOH:PP150=1:6.5~7(质量比)加入的时间不超过2h,保温反应5-6h;
(4)将反应液抽滤,用分液漏斗收集滤液后再用甲苯萃取有机相,最后用蒸馏水洗涤至中性;
(5)将有机相置于烧杯中,放入110℃鼓风干燥箱去溶剂7-8h,然后置于110℃真空干燥箱中真空脱溶剂0.5-1h,得到流动性较好的低粘度聚合物,即环氧基封端聚醚。反应式如下:
Figure BDA0003726812300000051
其中,1≤a≤15,1≤b≤15,1≤c≤15,1≤d≤15,4≤a+b+c+d≤40。
以下实施例中所述硅烷改性交联剂的制备方法如下:
(1)称取一定量的季戊聚醚四元醇(PP150),加热至110℃真空脱水40min,然后通干燥氮气冷却至室温;加入BF3O(C2H5)2催化剂(三氟化硼-乙醚络合物),BF3O(C2H5)2:PP150=1:120(质量比),搅拌均匀;
(2)升温至60℃,在搅拌下用恒压漏斗缓慢滴加环氧氯丙烷,环氧氯丙烷:PP150=1:2.2(质量比),要求滴加时间不超过2h,然后保温反应7h,抽真空除去未反应的环氧氯丙烷;
(3)降温至45℃,加入甲苯稀释,然后分多次加入固体NaOH,NaOH:PP150=1:6.8(质量比)加入的时间不超过2h,保温反应5h;
(4)将反应液抽滤,用分液漏斗收集滤液后再用甲苯萃取有机相,最后用蒸馏水洗涤至中性;
(5)将有机相置于烧杯中,放入110℃鼓风干燥箱去溶剂8h,然后置于110℃真空干燥箱中真空脱溶剂40min,得到流动性较好的低粘度聚合物,即环氧基封端聚醚。
(6)按照环氧基与氨基的摩尔比为1:1.2-1.5,将步骤(5)制备的环氧基封端聚醚与氨基硅烷偶联剂在40℃下低速搅拌反应1h,得到具有多个可水解反应基团的硅烷改性交联剂。
硅烷改性交联剂的制备中涉及的反应式如下:
Figure BDA0003726812300000061
Figure BDA0003726812300000071
其中,1≤a≤15,1≤b≤15,1≤c≤15,1≤d≤15,4≤a+b+c+d≤40;R-NH2为氨基硅烷偶联剂,可为γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种。
以下实施例中,所述粘度均为在25℃下的测试粘度。
以下为具体实施例。
实施例1
本实施例提供的一种高强度硅酮密封胶,由以下重量份的组分制备而成:
Figure BDA0003726812300000072
其中,所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为50000mpa.s,所述二甲基硅油的粘度为350mpa.s。所述硅烷改性交联剂采用KH540反应封端,即R-NH2为KH540;环氧基与氨基的摩尔比为1:1.2。
本实施例所得硅烷改性交联剂的核磁氢谱(氘代氯仿,ppm):化学位移在3.6-3.8之间有四个N-H的峰,化学位移在5.3-5.4之间有四个-OH的峰,化学位移在3.5-3.6之间有多个Si-OCH3的峰,化学位移在1.3-1.4之间有多个亚甲基的峰以及化学位移在3.54-3.63之间有多个H2C-O-CH2-的峰;对所得硅烷改性交联剂做FT-IR光谱分析,发现在3350(-NH-)、1296(N-C)、1250(C-O)、3328(-OH)cm-1均有特征吸收峰,同时出现了1100和1080cm-1处的(Si-O、C-O)伸缩振动吸收峰;说明本实施例所得硅烷改性交联剂的结构式如下:
Figure BDA0003726812300000081
其中,1≤a≤15,1≤b≤15,1≤c≤15,1≤d≤15,4≤a+b+c+d≤40。
本实施例提供的高强度硅酮密封胶的制备方法包括如下步骤:
a、将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、纳米活性碳酸钙加入到捏合机中,在温度100℃、真空度为0.09MPa的条件下脱水共混180分钟,冷却后得到基料。
b、将上述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机中,再将硅烷改性交联剂、钛酸四异丙酯加入行星搅拌机中与基料一起在真空度为0.092MPa的条件下搅拌混合60分钟,出料,制得高强度硅酮密封胶。
实施例2
本实施例提供的一种高强度硅酮密封胶,由以下重量份的组分制备而成:
Figure BDA0003726812300000082
其中,所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为80000mpa.s,MDT硅油的粘度为350mpa.s。所述硅烷改性交联剂采用KH550反应封端,即R-NH2为KH550;环氧基与氨基的摩尔比为1:1.5。
本实施例所得硅烷改性交联剂核磁氢谱(氘代氯仿,ppm):化学位移在3.6-3.8之间有四个N-H的峰,化学位移在5.3-5.4之间有四个-OH的峰,3.8-4.0之间有多个Si-OC2H5的峰以及化学位移在3.54-3.63之间有多个H2C-O-CH2-的峰。对所得硅烷改性交联剂做FT-IR光谱分析,发现在3350(-NH-)、1296(N-C)、1250(C-O)、3350(-OH)cm-1均有特征吸收峰,同时出现了1094和1080cm-1处的(Si-O、C-O)伸缩振动吸收峰。说明本实施例所得硅烷改性交联剂的结构式如下:
Figure BDA0003726812300000091
其中,1≤a≤15,1≤b≤15,1≤c≤15,1≤d≤15,4≤a+b+c+d≤40。
本实施例提供的高强度硅酮密封胶的制备方法包括如下步骤:
a、将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、MDT硅油、纳米活性碳酸钙加入到捏合机中,在温度110℃、真空度为0.092MPa的条件下脱水共混150分钟,冷却后得到基料。
b、将上述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机中,再将硅烷改性交联剂、双(乙酰乙酸乙酯基)二正丁氧基钛酸酯加入行星搅拌机中与基料一起在真空度为0.095MPa的条件下搅拌混合80分钟,出料,制得高强度硅酮密封胶。
实施例3
本实施例提供的一种高强度硅酮密封胶,由以下重量份的组分制备而成:
Figure BDA0003726812300000092
Figure BDA0003726812300000101
其中,所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为80000mpa.s,单羟基硅油的粘度为350mpa.s。所述硅烷改性交联剂采用KH540反应封端,所得硅烷改性交联剂的结构式与实施例1相同。
本实施例提供的高强度硅酮密封胶的制备方法包括如下步骤:
a、将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、单羟基硅油、气相法白炭黑、纳米活性碳酸钙加入到捏合机中,在温度120℃、真空度为0.095MPa的条件下脱水共混120分钟,冷却后得到基料。
b、将上述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机中,再将硅烷改性交联剂、1,3-丙二氧基钛双(乙酰乙酸乙基酯)(乙酰丙酮)加入行星搅拌机中与基料一起在真空度为0.095MPa的条件下搅拌混合80分钟,出料,制得高强度硅酮密封胶。
实施例4
本实施例提供的一种高强度硅酮密封胶,由以下重量份的组分制备而成:
Figure BDA0003726812300000102
其中,所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为80000mpa.s,单羟基硅油的粘度为350mpa.s。所述硅烷改性交联剂采用KH540反应封端,所得硅烷改性交联剂的结构式与实施例1相同。
本实施例提供的高强度硅酮密封胶的制备方法包括如下步骤:
a、将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、单羟基硅油、气相法白炭黑、纳米活性碳酸钙加入到捏合机中,在温度120℃、真空度为0.095MPa的条件下脱水共混120分钟,冷却后得到基料。
b、将上述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机中,再将硅烷改性交联剂、双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯加入行星搅拌机中与基料一起在真空度为0.095MPa的条件下搅拌混合100分钟,出料,制得高强度硅酮密封胶
实施例5
本实施例提供的一种高强度硅酮密封胶,由以下重量份的组分制备而成:
Figure BDA0003726812300000111
其中,所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为80000mpa.s,二甲基硅油的粘度为350mpa.s。所述硅烷改性交联剂采用3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷反应封端,即R-NH2为3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷;环氧基与氨基的摩尔比为1:1.35。
本实施例所得硅烷改性交联剂的核磁氢谱(氘代氯仿,ppm):化学位移在3.6-3.8之间有四个N-H的峰,化学位移在5.3-5.4之间有四个-OH的峰,化学位移在3.5-3.6之间有多个Si-OCH3的峰,化学位移在1.3-1.4之间有多个亚甲基的峰,化学位移在3.54-3.63之间有多个-H2C-O-CH2-的峰以及化学位移在0.13-0.14之间有4个甲基的峰。对所得硅烷改性交联剂做FT-IR光谱分析,发现在3350(-NH-)、1296(N-C)、1250(C-O)、3345(-OH)、2962(CH3)cm-1均有特征吸收峰,同时出现了1100和1080cm-1处的(Si-O、C-O)伸缩振动吸收峰。说明本实施例所得硅烷改性交联剂的结构式如下:
Figure BDA0003726812300000121
本实施例提供的高强度硅酮密封胶的制备方法包括如下步骤:
a、将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、气相法白炭黑、纳米活性碳酸钙加入到捏合机中,在温度120℃、真空度为0.095MPa的条件下脱水共混120分钟,冷却后得到基料。
b、将上述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机中,再将硅烷改性交联剂、双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯加入行星搅拌机中与基料一起在真空度为0.098MPa的条件下搅拌混合60分钟,出料,制得高强度硅酮密封胶
对比例1:
本对比例与实施例3的区别在于用甲基三甲氧基硅烷代替实施例3中的硅烷改性交联剂,其它组分和制备方法都与实施例3相同。具体如下:
本对比例提供的一种高强度硅酮密封胶,由以下重量份的组分制备而成:
Figure BDA0003726812300000122
其中,所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为80000mpa.s,单羟基硅油的粘度为350mpa.s。
本对比例提供的高强度硅酮密封胶的制备方法包括如下步骤:
a、将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、单羟基硅油、气相法白炭黑、纳米活性碳酸钙加入到捏合机中,在温度120℃、真空度为0.095MPa的条件下脱水共混120分钟,冷却后得到基料。
b、将上述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机中,再将甲基三甲氧基硅烷、1,3-丙二氧基钛双(乙酰乙酸乙基酯)(乙酰丙酮)加入行星搅拌机中与基料一起在真空度为0.095MPa的条件下搅拌混合80分钟,出料,制得高强度硅酮密封胶。
对比例2:
本对比例与实施例3的区别在于以γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)代替所述硅烷改性交联剂,其它原料组成与制备方法都与实施例3相同。具体如下:
本对比例提供的一种高强度硅酮密封胶,由以下重量份的组分制备而成:
Figure BDA0003726812300000131
其中,所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为80000mpa.s,单羟基硅油的粘度为350mpa.s。
本对比例提供的高强度硅酮密封胶的制备方法包括如下步骤:
a、将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、单羟基硅油、气相法白炭黑、纳米活性碳酸钙加入到捏合机中,在温度120℃、真空度为0.095MPa的条件下脱水共混120分钟,冷却后得到基料。
b、将上述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机中,再将γ-氨丙基三甲氧基硅烷、1,3-丙二氧基钛双(乙酰乙酸乙基酯)(乙酰丙酮)加入行星搅拌机中与基料一起在真空度为0.095MPa的条件下搅拌混合80分钟,出料,制得高强度硅酮密封胶。
对比例3
本对比例与实施例3的区别在于以环氧基封端聚醚代替所述硅烷改性交联剂,其它原料组成与制备方法都与实施例3相同。具体如下:
本对比例提供的一种高强度硅酮密封胶,由以下重量份的组分制备而成:
Figure BDA0003726812300000141
其中,所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为80000mpa.s,单羟基硅油的粘度为350mpa.s。所述环氧基封端聚醚的结构式为:
Figure BDA0003726812300000142
其中,1≤a≤15,1≤b≤15,1≤c≤15,1≤d≤15,4≤a+b+c+d≤40。
本对比例提供的高强度硅酮密封胶的制备方法包括如下步骤:
a、将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、单羟基硅油、气相法白炭黑、纳米活性碳酸钙加入到捏合机中,在温度120℃、真空度为0.095MPa的条件下脱水共混120分钟,冷却后得到基料。
b、将上述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机中,再将环氧基封端聚醚、1,3-丙二氧基钛双(乙酰乙酸乙基酯)(乙酰丙酮)加入行星搅拌机中与基料一起在真空度为0.095MPa的条件下搅拌混合80分钟,出料,制得高强度硅酮密封胶。
对比例4
本对比例与实施例3的区别在于以γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)和环氧基封端聚醚代替所述硅烷改性交联剂,其它原料组成与制备方法都与实施例3相同。具体如下:
本对比例提供的一种高强度硅酮密封胶,由以下重量份的组分制备而成:
Figure BDA0003726812300000151
其中,所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为80000mpa.s,单羟基硅油的粘度为350mpa.s。所述环氧基封端聚醚的结构式为:
Figure BDA0003726812300000152
其中,1≤a≤15,1≤b≤15,1≤c≤15,1≤d≤15,4≤a+b+c+d≤40。
本对比例提供的高强度硅酮密封胶的制备方法包括如下步骤:
a、将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、单羟基硅油、气相法白炭黑、纳米活性碳酸钙加入到捏合机中,在温度120℃、真空度为0.095MPa的条件下脱水共混120分钟,冷却后得到基料。
b、将上述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机中,再将γ-氨丙基三甲氧基硅烷、环氧基封端聚醚、1,3-丙二氧基钛双(乙酰乙酸乙基酯)(乙酰丙酮)加入行星搅拌机中与基料一起在真空度为0.095MPa的条件下搅拌混合80分钟,出料,制得高强度硅酮密封胶。
将实施例1-5、对比例1-4制备的高强度硅酮密封胶进行性能测试,测试方法如下:
拉伸强度按GB/T 528-2009标准测试。
断裂伸长率按GB/T 528-2009标准测试。
测试结果如表1所示。
表1:
Figure BDA0003726812300000161
从表1的实验结果可以看出,采用本发明合成的硅烷改性交联剂制备的实施例1-5的高强度硅酮密封胶都具有较大的强度和断裂伸长率,性能上明显优于对比例1-4。对比例1采用常用普通交联剂甲基三甲氧基硅烷替代硅烷改性交联剂,拉伸强度和断裂伸长率明显小于实施例3,说明硅烷改性交联剂起到了提高强度和断裂伸长率的明显效果。对比例2以合成硅烷改性交联剂所需原料γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)替代硅烷改性交联剂,拉伸强度和断裂伸长率同样小于实施例3。对比例3以合成硅烷改性交联剂所需原料环氧基封端聚醚替代硅烷改性交联剂,拉伸强度和断裂伸长率特别小,主要是环氧基封端聚醚单独添加不能与配方中的其他组分反应,起不到提高强度的作用,并且由于配方中缺少交联剂和偶联剂,因此力学性能特别小。而对比例4由于在密封胶制备过程中加入γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)和环氧基封端聚醚后,由于两者之间的反应,胶料出现部分团聚,密封胶外观、储存性及施工性差,勉强制成试样测试后,力学性能拉伸强度仅为0.3Mpa,断裂伸长率为65%,几乎无法满足常规密封胶的粘接密封功能。
综上所述,本发明合成的硅烷改性交联剂能起到显著提高硅酮密封胶拉伸强度的效果,同时制备的高强度硅酮密封胶还具有较高的断裂伸长率,有望进一步扩大硅酮密封胶的使用范围。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于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。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高强度硅酮密封胶,其特征在于,以重量份计,由包括以下组分的原料制备而得:
Figure FDA0003726812290000011
所述硅烷改性交联剂具有如下结构:
Figure FDA0003726812290000012
其中,1≤a≤15,1≤b≤15,1≤c≤15,1≤d≤15,4≤a+b+c+d≤40;
R为氨基硅烷偶联剂去掉氨基后的残基。
2.根据权利要求1所述的高强度硅酮密封胶,其特征在于,以重量份计,由包括以下组分的原料制备而得:
Figure FDA0003726812290000013
3.根据权利要求1所述的高强度硅酮密封胶,其特征在于,所述硅烷改性交联剂由环氧基封端聚醚与氨基硅烷偶联剂反应得到;所述环氧基封端聚醚具有如下结构:
Figure FDA0003726812290000014
其中,1≤a≤15,1≤b≤15,1≤c≤15,1≤d≤15,4≤a+b+c+d≤40。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高强度硅酮密封胶,其特征在于,所述氨基硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的高强度硅酮密封胶,其特征在于,所述环氧基封端聚醚中的环氧基与所述氨基硅烷偶联剂中的氨基的摩尔比为1:1.2~1.5。
6.根据权利要求1-3任一项所述的高强度硅酮密封胶,其特征在于,所述硅烷改性交联剂的制备方法包括如下步骤:将环氧基封端聚醚与所述氨基硅烷偶联剂在25℃~50℃的温度下反应40min~1.5h,即得所述硅烷改性交联剂。
7.根据权利要求6所述的高强度硅酮密封胶,其特征在于,所述反应的温度为35℃~45℃,时间为55min~65min。
8.根据权利要求1-3任一项所述的高强度硅酮密封胶,其特征在于,所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为5000mPa.s~200000mPa.s;和/或,
所述补强填料选自纳米活性碳酸钙、气相法白炭黑、硅微粉、重质碳酸钙和滑石粉中的至少一种;和/或,
所述硅油增塑剂选自二甲基硅油、MDT硅油和单羟基硅油中的至少一种;和/或,
所述钛酸酯催化剂选自钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯、双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯、双(乙酰乙酸乙酯基)二正丁氧基钛酸酯和1,3-丙二氧基钛双(乙酰乙酸乙基酯)(乙酰丙酮)中的至少一种。
9.根据权利要求1-3任一项所述的高强度硅酮密封胶,其特征在于,所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为50000mPa.s~100000mPa.s;和/或,
所述补强填料为质量比为1:15~25的气相法白炭黑和纳米活性碳酸钙的组合;和/或,
所述硅油增塑剂在25℃下的粘度为200mPa.s~500mPa.s。
10.一种权利要求1-9任一项所述的高强度硅酮密封胶的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
a、将所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、硅油增塑剂和补强填料加入到捏合机中,在温度为80℃~150℃、真空度为0.08MPa~0.098MPa的条件下脱水共混60分钟~300分钟,冷却后得到基料;
b、将所述基料加入到行星搅拌机或高速分散搅拌机中,再将所述硅烷改性交联剂、钛酸酯催化剂加入行星搅拌机或高速分散搅拌机与基料一起在真空度为0.08MPa~0.098MPa的条件下搅拌混合60分钟~120分钟,出料,即得所述高强度硅酮密封胶。
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