CN115678490B - 一种低比重低腐蚀的涂覆硅胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及有机硅的领域,尤其是涉及一种低比重低腐蚀的涂覆硅胶及其制备方法,所述低比重低腐蚀的涂覆硅胶包括以下重量份的组分:烷氧基封端107胶30‑80份、硅烷改性聚醚5‑10份、补强填料30‑80份、经纳米纤维素气凝胶改性获得的改性空心玻璃微珠5‑20份、触变剂5‑20份、耐磨润滑剂0.01‑0.5份、交联剂3‑10份、扩链剂1‑5份、增粘剂1‑3份;所述低比重低腐蚀的涂覆硅胶的制备方法包括以下步骤:混合原料、制备硅胶。本申请具有在保证密封胶低比重的同时降低密封胶对包覆的材料的腐蚀性,使得制成的涂覆硅胶可以满足市场需求的优点。
Description
技术领域
本申请涉及有机硅的领域,尤其是涉及一种低比重低腐蚀的涂覆硅胶及其制备方法。
背景技术
有机硅密封胶是通过硫化形成的弹性硅橡胶,对于金属、塑料、陶瓷、玻璃等均具有良好的粘接强度和密封强度,广泛应用于工业与电子电器的粘接和密封,目前市面上常见的有脱酸型密封胶、脱肟型密封胶和脱醇型密封胶。随着新能源和电子电器等轻量化要求高的产业的快速发展,有机硅密封胶也向低比重不断发展。
为了降低比重,人们通常会在原料中添加大量的低密度填料,该填料还能在一定程度上对硅胶中的腐蚀性物质进行稀释,依次达到降低硅胶腐蚀性的效果。但是在实际制备过程中,低密度填料难以与其他原料紧密粘接,且低密度原料的比重较低,从而制得的硅胶在储存过程中易分层,使得硅胶中的腐蚀性物质会积聚在一起,进而导致硅胶的腐蚀性难以得到有效改善。
发明内容
为了在保证密封胶低比重的同时降低密封胶的腐蚀性,使得制成的涂覆硅胶可以满足市场需求,本申请提供一种低比重低腐蚀的涂覆硅胶的制备方法。
本申请提供的一种低比重低腐蚀的涂覆硅胶及其制备方法采用如下的技术方案:
第一方面,本申请提供一种低比重低腐蚀的涂覆硅胶,采用如下的技术方案:
一种低比重低腐蚀的涂覆硅胶,包括以下重量份的组分:烷氧基封端107胶30-80份、硅烷改性聚醚5-10份、补强填料30-80份、经纳米纤维素气凝胶改性获得的改性空心玻璃微珠5-20份、触变剂5-20份、耐磨润滑剂0.01-0.5份、交联剂3-10份、扩链剂1-5份、增粘剂1-3份。
优选的,所述改性空心玻璃微珠经如下改性步骤制得:在氮气保护下,将纤维素分散在碱溶液中,加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺和空心玻璃微珠,在冰浴条件下搅拌20-60min,得到悬浊液,固化所述悬浊液,得到凝胶,粉碎所述凝胶,得到凝胶粉体,将所述凝胶粉体进行冷冻干燥,即得到改性空心玻璃微珠。
通过采用上述技术方案,空心玻璃微珠是低密度填料,可以增加产品的稳定性,纤维素气凝胶是一种环境友好型多功能材料,无毒无腐蚀,具有良好的生物降解性、低密度和多孔网络结构等特点,通过将空心玻璃微珠经纳米纤维素气凝胶改性,大大减小了制得的硅胶的腐蚀性,这可能是因为气凝胶紧紧包覆在空心玻璃微珠的外表面,随着空心玻璃微珠的均匀分布而在硅胶内均匀分布,并与硅胶中的其它成分形成稳定结构,限制其它成分对金属、木材等基材的腐蚀,在降低了最终制得的硅胶的比重的同时,降低了硅胶的腐蚀性。
优选的,所述纳米纤维素气凝胶为经所述甲壳素改性获得的改性纳米纤维素气凝胶。
优选的,将所述纤维素和所述甲壳素一起分散在碱溶液内之后,加入所述N,N-亚甲基双丙烯酰胺,经冰浴搅拌、调节pH和冷冻干燥后,得到所述改性纳米纤维素气凝胶。
通过采用上述技术方案,甲壳素无生物毒性,可以促进物质之间的粘结,通过将纳米纤维素气凝胶经过甲壳素改性,在增强了气凝胶与空心玻璃微珠联系的紧密性的同时,形成了更加紧密的气凝胶网状结构以及更多的孔洞,在保证制得的硅胶结构强度的基础上进一步降低了硅胶的比重;同时,加入了甲壳素的硅胶的腐蚀性更低,这可能是由于气凝胶网状结构中分散的甲壳素与硅胶中的其他成分发生某种反应,或是分散在气凝胶内的甲壳素促进了气凝胶对硅胶内其他成分的粘接作用,从而限制了其他成分的腐蚀性。
优选的,所述碱溶液的制备方法如下:将氢氧化锂、尿素、水按照质量比为(5-9):(10-15):(76-85)配置成碱溶液。
通过采用上述技术方案,氢氧化锂-尿素体系对纤维素有一定的溶解和溶胀作用,增大了纤维素的孔隙度,促进凝胶的生成;同时,当向含有氢氧化锂和尿素的碱液中加入甲壳素时,生成的黏胶的结构强度较好,这可能是因为甲壳素在强碱内的溶解度一般,但是尿素促进了强碱溶剂对甲壳素的溶解,甲壳素溶解在溶剂中,与纤维素接触更加充分,纤维素分子和甲壳素分子通过氢键聚集缠绕在一起,生成的气凝胶网状结构更加密集,从而制得的硅胶的结构更强且更稳定。
优选的,所述增粘剂包括以下重量份的组分:乙烯基三甲氧基硅烷(交联剂)14-16份、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷5-7份、β-(3、4环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷7-9份、氯丙基三甲氧基硅烷3-5份、磷酸0.1-0.3份、N-(B-氨乙基)-r氨丙基三甲氧基硅烷20-25份。
通过采用上述技术方案,相比于市面常见的市售增粘剂,添加了自制增粘剂制得的硅胶对金属、塑料、木材等基材的粘接性更好,这可能是因为自制增粘剂的分子结构不一样,含有比市售增粘剂更多的反应官能团,表面润湿性更好。
优选的,所述补强填料为轻质碳酸钙、纳米碳酸钙中的一种或多种的混合物。
通过采用上述技术方案,轻质碳酸钙和纳米碳酸钙都是优秀的补强填料,且轻质碳酸钙和纳米碳酸钙的比重较低,相比于添加其他补强填料,有效降低了制得的硅胶的比重。
第二方面,本申请提供一种低比重低腐蚀的涂覆硅胶的制备方法,采用如下的技术方案:
一种低比重低腐蚀的涂覆硅胶的制备方法,包括以下步骤:
混合原料:将烷氧基封端硅油、硅烷改性聚醚、纳米钙、改性空心玻璃微珠、疏水性气相二氧化硅和聚乙烯蜡混合,维持120-140℃搅拌2-4h;
制备硅胶:将原料混合均匀后,降温至温度<45℃后,在氮气保护下加入甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和增粘剂,维持密闭隔湿的真空环境,搅拌30-60min,得到低腐蚀硅胶。
通过采用上述技术方案,将原料分批混合并在一定温度下搅拌,即可制备得到目标涂覆硅胶,制备方法简便易行,有效节约了工业生产的成本。
优选的,制备硅胶中,将所述低腐蚀硅胶在干燥氮气的保护下与三甲基甲氧基硅烷、(2-三甲基硅基)乙酸乙酯和催化剂混合,维持密闭隔湿的真空环境,搅拌30-60min,所述三甲基甲氧基硅烷:所述(2-三甲基硅基)乙酸乙酯:所述催化剂的质量比为(0.1-0.3):(0.2-1):(0.1-0.3)。
通过采用上述技术方案,制得的低腐蚀硅胶中含有大量的羟基,而羟基是活性基团,易被氧化,通过将制得的低腐蚀硅胶和三甲基甲氧基硅烷以及催化剂混合,在催化剂的作用下,三甲基甲氧基硅烷上的甲氧基和低腐蚀硅胶上的羟基反应生成甲醇,以实现脱除羟基的目的;由于羟基和甲氧基反应是可逆反应,添加(2-三甲基硅基)乙酸乙酯使其和甲醇不断发生反应,促进脱羟基反应的不断进行,从而大大提高了产品储存过程中的稳定性,降低产品在运输过程中氧化变质的概率,保证了产品的品质。
优选的,所述催化剂所述催化剂为有机锡和有机钛的混合物,有机锡与有机钛的质量比为(4-6):(0.5-1.5)。
通过采用上述技术方案,有机锡是常见的催化剂,催化剂的路易斯酸性越强,催化活性就越高,但是路易斯酸性过强时,酯交换反应的选择性变差,容易发生甲基化反应,生成副产物,由于锡的路易斯酸性强于钛,相比于单独的有机锡,添加少量的钛,有助于限制催化剂的路易斯酸性,在保证催化效率的同时,抑制副产物的生成。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.本申请通过将低比重的空心玻璃微珠经低比重的纳米纤维素气凝胶改性,由于纤维素气凝胶本身无毒无腐蚀,且气凝胶随着空心玻璃微珠的均匀分布而在硅胶内均匀分布,并与硅胶中的其他成分形成稳定结构,限制硅胶内其他成分的腐蚀,从而在不影响制得的硅胶的比重的同时,降低了硅胶的腐蚀性;
2.本申请通过将纳米纤维素气凝胶通过无生物毒性的甲壳素改性,在增强了气凝胶包覆空心玻璃微珠的紧密性的同时,形成了更加紧密的气凝胶网状结构以及更多的孔洞,在保证硅胶强度的同时,降低了硅胶的比重,同时,甲壳素可能与硅胶中的其他成分发生了某种反应,进一步降低了硅胶的腐蚀性;
3.本申请通过用氢氧化锂、尿素和水配置成碱溶液,氢氧化锂-尿素体系促进了纤维素的溶解和溶胀,促进凝胶的生成,同时,尿素的存在提高了甲壳素在强碱溶剂内的溶解度,使得加入的甲壳素与纤维素的接触更加充分,形成了更加密集的气凝胶网状结构,最终制成的硅胶结构更加稳定。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原料和中间体的制备例
烷氧基封端107胶:有效成分含量≥99%。
环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯:酯含量>99.5%,邻苯二甲酸酯含量<0.01%。
硅烷改性聚醚树脂:硅烷改性聚醚含量≥99%,产品型号为S888E。
纳米碳酸钙:纳米碳酸钙含量≥99%,密度为0.28g/cm3
轻质碳酸钙:轻质碳酸钙含量≥99%,密度为0.5-0.7g/cm3。
沉淀法白炭黑:白炭黑含量≥95%,密度为2.6g/cm3。
空心玻璃微珠:空心玻璃微珠含量≥98%,粒径为30-65μm,具有80%体积存留率。
疏水气相二氧化硅:二氧化硅含量≥90%。
聚乙烯蜡粉:聚乙烯蜡含量≥99%,产品型号为AC6A,分子量为3000-4500,粘度为375cps。
甲基三甲氧基硅烷:甲基三甲氧基硅烷含量≥99.5%。
二甲基二甲氧基硅烷:二甲基二甲氧基硅烷含量≥99%。
三甲基甲氧基硅烷:三甲基甲氧基硅烷含量≥99%。
(2-三甲基硅基)乙酸乙酯:(2-三甲基硅基)乙酸乙酯含量≥97%。
市售增粘剂:有效物质含量≥99.3%,产品型号为Z-1501。
自制增粘剂:将14.82份的乙烯基三甲氧基硅烷、6.16份的异氰酸酯基三甲氧基硅烷、7.92份的2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3.97份(3-氯丙基)三甲氧基硅烷、0.2份的磷酸混合,维持25℃搅拌60min,搅拌速度为120rpm/min,得到混合溶液;随后,维持120rpm/min的搅拌速度继续搅拌,同时维持20ml/min的滴速向混合溶液中滴加22.24份的N-(β-氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷,当搅拌结束后,升温至60℃并反应2h,得到反应混合物;将反应混合物在60℃、真空度为0.1Mpa的条件下减压蒸馏至无低沸物蒸出,得到的浅黄色液体即为自制增粘剂。
羟丙基甲基纤维素:纤维素含量≥90%。
二月桂酸二丁基锡:有效物质含量为18.5%,产品型号为SDJ9902。
乙酰丙酮钛:有效物质含量≥99%。
碱溶液:将氢氧化锂:尿素:水按照7:12:81的质量比配成溶液,即为碱溶液。
经改性纳米纤维素气凝胶改性的改性空心玻璃微珠:在氮气保护下,将4份的羟丙基甲基纤维素和1份的甲壳素投入100份的碱溶液中,超声10min,使得纤维素分散良好;随后,保持400rpm/min的搅拌速度,在冰浴条件下,加入1.2份N,N-亚甲基双丙烯酰胺和3份空心玻璃微珠,继续搅拌30min,得到悬浊液;将悬浊液置于25℃恒温条件下,固化12h,得到凝胶;用气流粉碎机粉碎凝胶至粒径为25-28μm,得到凝胶粉体,将凝胶粉体冷冻干燥,得到经改性纳米纤维素气凝胶改性的空心玻璃微珠。
经纳米纤维素气凝胶改性的改性空心玻璃微珠:除了不添加甲壳素外,其他的原料配比及制备步骤都与经改性纳米纤维素气凝胶改性的改性空心玻璃微珠一样。
实施例
实施例1
一种低比重低腐蚀的涂覆硅胶,包括以下重量份的组分:烷氧基封端107胶50份、硅烷改性聚醚7份、纳米碳酸钙60份、经改性纳米纤维素气凝胶改性的改性空心玻璃微珠12份、疏水性气相二氧化硅12份、聚乙烯蜡粉0.3份、甲基三甲氧基硅烷6份、二甲基二甲氧基硅烷3份、自制增粘剂2份、三甲基甲氧基硅烷0.3份、(2-三甲基硅基)乙酸乙酯0.5份、催化剂0.2份,催化剂中二月桂酸二丁基锡与乙酰丙酮钛的质量比为5:1。
上述低比重低腐蚀的涂覆硅胶的制备方法,包括以下步骤:
S1、混合原料:按照设定的质量比加入烷氧基封端硅油、硅烷改性聚醚、纳米钙、改性空心玻璃微珠、疏水性气相二氧化硅和聚乙烯蜡,在130℃的温度下,以300rpm/min搅拌4h;
S2、制备硅胶:将原料混合均匀后,自然降温至温度<45℃后,在氮气保护下按照设定的质量比加入甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和自制增粘剂,维持密闭隔湿的真空环境,400rpm/min搅拌60min,得到低腐蚀硅胶;随后,将得到的低腐蚀硅胶在干燥氮气的保护下与设定重量比的三甲基甲氧基硅烷、(2-三甲基硅基)乙酸乙酯、催化剂混合,维持密闭隔湿的真空环境,以200rpm/min搅拌50min,得到稳定硅胶。
实施例2
实施例2在实施例1的制备方法的基础上,不添加经改性纳米纤维素气凝胶改性的改性空心玻璃微珠,而是添加12份的经纳米纤维素气凝胶改性的改性空心玻璃微珠。
对比例
对比例1
对比例1在实施例1的制备方法的基础上,不添加经改性纳米纤维素气凝胶改性的改性空心玻璃微珠,而是添加12份的空心玻璃微珠。
性能检测试验
1.比重测试:取10mL最终制得的硅胶,称重,计算得到稳定硅胶的密度,比重=稳定硅胶的密度/3.98℃时纯水的密度。
2.腐蚀性测试:用硅胶充分包覆重量为20g的铜片,维持50℃的环境温度以及50%的相对湿度,反应168h后,取出腐蚀后的铜片,称量腐蚀后的铜片的重量,计算铜片经腐蚀前后的重量差。
3.稳定性测试:将最终制得的硅胶置于高温高湿环境下,温度设定为85℃,相对湿度设定为85%,记录硅胶第一次出现氧化发黄的时间。
将实施例1、2和对比例1进行比重测试、腐蚀性测试和稳定性测试,测试结果见表1。
表1实施例1、2和对比例1的性能检测数据表
比重 | 腐蚀性/g | 稳定性/h | |
实施例1 | 1.15 | 0.02 | 113.1 |
实施例2 | 1.15 | 0.03 | 105 |
对比例1 | 1.15 | 0.11 | 72 |
参见表1,实施例1、实施例2和对比例1的比重基本一样,这是因为虽然将空心玻璃微珠经纳米纤维素气凝胶改性,但是气凝胶本身密度极小,故添加的气凝胶对制得的硅胶的比重几乎没有影响。
从腐蚀性来看,实施例1、2均<对比例1,从稳定性看,实施例1、2均>对比例1。这可能是因为纤维素气凝胶是一种环境友好型多功能材料,无毒无腐蚀,具有良好的生物降解性、低密度和多孔网络结构等特点,将空心玻璃微珠经过纳米纤维素气凝胶改性后,气凝胶紧紧包覆在空心玻璃微珠的外表面,随着空心玻璃微珠的均匀分布而在硅胶内均匀分布,并与硅胶中的其它成分形成稳定结构,在抑制硅胶中其他成分的腐蚀性的同时,使得硅胶内的结构更加稳定和紧密,使得最终制得的硅胶更加稳定,保证了硅胶的品质。
实施例1的腐蚀性<实施例2。这可能是因为甲壳素无生物毒性,且可以促进物质之间的粘结,将纳米纤维素气凝胶经过甲壳素改性后,气凝胶对空心玻璃微珠的包覆更加紧密,此时,甲壳素分散在气凝胶内,促进包覆在空心玻璃微珠外表面的气凝胶与硅胶中其他物质的反应和粘接,同时,甲壳素与硅胶中的其他成分发生某种反应,进一步限制了硅胶内其他成分的腐蚀性。实施例1的稳定性>实施例2,是因为甲壳素的加入有利于形成更加紧密的气凝胶网状结构以及更多的孔洞,在保证了硅胶的稳定性的同时,略微降低了硅胶的比重。
为进一步研究各组分及制备参数对硅胶性能的影响,本申请进一步开展如下实施例验证。
实施例3-9
实施例3-9在实施例1的基础上,调整了碱溶液中各物质的重量比,具体配比见表2。
表2实施例3-9中碱溶液的配比表
氢氧化锂/份 | 尿素/份 | 水/份 | |
实施例3 | 3 | 12 | 81 |
实施例4 | 12 | 12 | 81 |
实施例5 | 7 | 0 | 81 |
实施例6 | 7 | 5 | 81 |
实施例7 | 7 | 10 | 81 |
实施例8 | 7 | 15 | 81 |
实施例9 | 7 | 18 | 81 |
将实施例3-9制得的硅胶进行如上比重测试、腐蚀性测试和稳定性测试,测试结果见表3。
表3实施例1和实施例3-9的性能检测数据表
参见表3,氢氧化锂-尿素体系对纤维素有一定的溶解和溶胀作用,对比实施例1和实施例3、4,当氢氧化锂添加过少时,纤维素的溶解和溶胀不充分,影响了生成的纤维素气凝胶的比重、腐蚀性和稳定性;但是当氢氧化锂添加量过多时,制得的硅胶的稳定性下降,这可能是因为此时生成的气凝胶的强度下降。
对比实施例1和实施例5-9,向含有氢氧化锂和尿素的碱液中加入甲壳素时,生成的黏胶的稳定性较好,腐蚀性也较好。这可能是因为虽然甲壳素在强碱溶液内的溶解度一般,但是尿素的存在促进了氢氧化锂溶液对甲壳素的溶解甲壳素溶解在溶剂中,与纤维素接触更加充分,纤维素分子和甲壳素分子通过氢键聚集缠绕在一起,生成的气凝胶网状结构更加密集,从而制得的硅胶的结构更强且更稳定,即硅胶的稳定性较好。同时,更多的甲壳素溶解并均匀分散在溶剂中,也在一定程度上促进了甲壳素与溶胶内其他成分的反应。由表3可知,尿素的添加量在15%时,甲壳素已经可以充分溶解,当尿素的添加量过多时,氢氧化锂-尿素体系对纤维素的溶解和溶胀作用的提升非常小。本申请通过控制氢氧化锂、尿素和水的配比,在保证碱溶液充分发挥作用的同时,控制生产成本。
实施例10
实施例10在实施例8的制备方法的基础上,不加入自制增粘剂,改用市售增粘剂。
将实施例10和实施例8制得的硅胶分别粘接同一块铜板,目测发现实施例8的粘接性优于实施例10,可能是因为自制增粘剂的分子结构不一样,含有比市售增粘剂更多的反应官能团,表面润湿性更好,从而添加自制增粘剂制得的硅胶也具有了更好的粘接性。
实施例11、12
实施例11、12在实施例8的基础上,改变了使用的补强填料的类型。实施例11中的补强填料为轻质碳酸钙,实施例12中的补强填料为沉淀法白炭黑。
将实施例11、12制得的硅胶进行如上比重测试、腐蚀性测试和稳定性测试,测试结果见表4
表4实施例8和实施例11的性能检测数据表
比重 | 腐蚀性/g | 稳定性/h | |
实施例8 | 1.15 | 0.02 | 113.5 |
实施例11 | 1.17 | 0.02 | 112.4 |
实施例12 | 1.25 | 0.02 | 113.1 |
参见表4实施例8、11、12的腐蚀性和稳定性差不多,这是由于纳米碳酸钙、轻质碳酸钙和沉淀法白炭黑都是优秀的补强填料,与制备硅胶的其他原料很好地结合,有效改善了制得的硅胶的耐老化能力,且这三种补强填料均对其他原料有良好的润湿性和分散性,从而原料与经改性纳米纤维素气凝胶改性的改性空心玻璃微珠充分反应。
从比重来看,实施例8的比重略<实施例11,实施例11的比重<实施例12,这是因为纳米碳酸钙的堆积密度为0.28g/cm3,轻质碳酸钙的密度为0.5-0.7g/cm3,沉淀法白炭黑的密度为2.6g/cm3,轻质碳酸钙和纳米碳酸钙的比重较低,相比于添加沉淀法白炭黑,有效降低了制得的硅胶的比重。
实施例13
实施例13在实施例8的原料配比的基础上,在S2中,得到低腐蚀硅胶后,不进行后续操作。
将实施例11、12制得的硅胶进行如上比重测试、腐蚀性测试和稳定性测试,测试结果见表5
表5实施例8和实施例13的性能检测数据表
比重 | 腐蚀性/g | 稳定性/h | |
实施例8 | 1.15 | 0.02 | 113.5 |
实施例13 | 1.15 | 0.02 | 92 |
参见表5实施例13的稳定性<实施例8,这可能是因为制得的低腐蚀硅胶中含有大量的羟基,而羟基是活性基团,易被氧化,通过将制得的低腐蚀硅胶和三甲基甲氧基硅烷以及催化剂混合,在催化剂的作用下,三甲基甲氧基硅烷上的甲氧基和低腐蚀硅胶上的羟基反应生成甲醇,以实现脱除羟基的目的;由于羟基和甲氧基反应是可逆反应,添加(2-三甲基硅基)乙酸乙酯使其和甲醇不断发生反应,促进脱羟基反应的不断进行,从而大大提高了产品的稳定性,降低产品在运输过程中氧化变质的概率,保证了产品的品质。
实施例14-18
实施例14-18在实施例8的制备方法的基础上,改变了制备催化剂的物质的配比。实施例14中,催化剂为二月桂酸二丁基锡;实施例15中,二月桂酸二丁基锡:乙酰丙酮钛=5:0.3;实施例16中,二月桂酸二丁基锡:乙酰丙酮钛=5:0.5;实施例17中,二月桂酸二丁基锡:乙酰丙酮钛=5:1.5,实施例18中,二月桂酸二丁基锡:乙酰丙酮钛=5:1.8。
将实施例14-18制得的硅胶进行如上比重测试、腐蚀性测试和稳定性测试,测试结果见表6
表6实施例8和实施例14-18的性能检测数据表
参见表6对比实施例8和实施例14-17,随着催化剂中乙酰丙酮钛含量的增加,制得的硅胶的稳定性不断上升,腐蚀性略微有所下降。这可能是因为,催化剂的路易斯酸性越强,催化活性就越高,在相同时间内脱羟基反应更充分,使得制得的硅胶更稳定,由于锡的路易斯酸性强于钛,相比于单独的二月桂酸二丁基锡,添加少量的钛,有助于限制催化剂的路易斯酸性;但是路易斯酸性过强时,酯交换反应的选择性变差,容易发生甲基化反应,生成副产物,而副产物可能有一定的腐蚀性,影响最终制得的硅胶的腐蚀性。
对比实施例17和实施例18可知,当乙酰丙酮钛的含量到达一定程度时,脱羟基反应已经较为充分,再增加催化剂中乙酰丙酮钛的含量,不能起到更好的效果。本申请实施例通过控制二月桂酸二丁基锡和乙酰丙酮钛的比例,保证了产品的稳定性,限制了产品的腐蚀性,同时,尽可能减少了成本。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种低比重低腐蚀的涂覆硅胶,其特征在于,包括以下重量份的组分:烷氧基封端107胶30-80份、硅烷改性聚醚5-10份、补强填料30-80份、经甲壳素改性的纳米纤维素气凝胶改性获得的改性空心玻璃微珠5-20份、触变剂5-20份、耐磨润滑剂0.01-0.5份、交联剂3-10份、扩链剂1-5份、增粘剂1-3份;
所述改性空心玻璃微珠经如下改性步骤制得:在氮气保护下,将纤维素和甲壳素分散在碱溶液中,加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺和空心玻璃微珠,在冰浴条件下搅拌20-60min,得到悬浊液,固化所述悬浊液,得到凝胶,粉碎所述凝胶,得到凝胶粉体,将所述凝胶粉体进行冷冻干燥,即得到改性空心玻璃微珠;
所述碱溶液的制备方法如下:将氢氧化锂、尿素、水按照质量比为7:15:81配制成溶液。
2.根据权利要求1所述的一种低比重低腐蚀的涂覆硅胶,其特征在于,所述增粘剂包括以下重量份的组分:乙烯基三甲氧基硅烷14-16份、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷5-7份、β-(3、4环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷7-9份、氯丙基三甲氧基硅烷3-5份、磷酸0.1-0.3份、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷20-25份。
3.根据权利要求1所述的一种低比重低腐蚀的涂覆硅胶,其特征在于:所述补强填料为轻质碳酸钙、纳米碳酸钙中的一种或多种的混合物。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种低比重低腐蚀的涂覆硅胶的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
混合原料:将烷氧基封端硅油、硅烷改性聚醚、纳米钙、改性空心玻璃微珠、疏水性气相二氧化硅和聚乙烯蜡混合,维持120-140℃搅拌2-4h;
制备硅胶:将原料混合均匀后,降温至温度<45℃后,在氮气保护下加入甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和增粘剂,维持密闭隔湿的真空环境,搅拌30-60min,得到低腐蚀硅胶。
5.根据权利要求4所述的一种低比重低腐蚀的涂覆硅胶的制备方法,其特征在于:制备硅胶中,将所述低腐蚀硅胶在干燥氮气的保护下与三甲基甲氧基硅烷、(2-三甲基硅基)乙酸乙酯和催化剂混合,维持密闭隔湿的真空环境,搅拌30-60min,所述三甲基甲氧基硅烷:所述(2-三甲基硅基)乙酸乙酯:所述催化剂的质量比为(0.1-0.3):(0.2-1):(0.1-0.3)。
6.根据权利要求5所述的一种低比重低腐蚀的涂覆硅胶的制备方法,其特征在于:所述催化剂为有机锡和有机钛的混合物,有机锡与有机钛的质量比为(4-6):(0.5-1.5)。
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