CN115746565A - 室温硫化硅橡胶及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种室温硫化硅橡胶及其制备方法和应用,该室温硫化硅橡胶包括A组分和B组分,其中A组分包括基础聚合物、填料和复配物,B组分包括色浆、交联剂、偶联剂和催化剂;复配物包括具有硅羟基的复配MDT硅油和苯基硅树脂;其中,复配MDT硅油包括第一MDT硅油和第二MDT硅油;第一MDT硅油的硅羟基与第二MDT硅油的硅羟基的重量含量比为(2~5):1。该室温硫化硅橡胶具有良好的抗撕裂能力、伸长率和耐热性。
Description
技术领域
本公开涉及硅橡胶,具体地,涉及一种室温硫化硅橡胶及其制备方法和应用。
背景技术
光伏建筑一体化(BIPV)技术是将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。在制作BIPV系统时,光伏组件与金属板通过结构胶粘接在一起,所使用的结构胶主要为室温硫化硅橡胶。随着BIPV技术的推广和快速发展,用户与企业对BIPV的安全性愈加重视,进一步的要求提高进行结构粘接的室温硫化硅橡胶粘接能力、耐老化、耐水等性能。室温硫化硅橡胶具有优良的耐老化性能,但是在实际应用中,环境、天气等如光、热、风、雨、雪、地震等因素均会加速室温硫化硅橡胶的老化,使其出现开裂、脆化、粉化、脱粘等,导致室温硫化硅橡胶性能下降,影响整个BIPV系统的安全性。
发明内容
本公开的目的是提供一种室温硫化硅橡胶及其制备方法和应用,能够有效提高硅橡胶的抗撕裂效果和弹性,同时提高硅橡胶的耐热性。
为了实现上述目的,本公开第一方面提供一种室温硫化硅橡胶,所述室温硫化硅橡胶包括A组分和B组分,其中A组分包括基础聚合物、填料和复配物,B组分包括色浆、交联剂、偶联剂和催化剂,所述复配物包括具有硅羟基的复配MDT硅油和苯基硅树脂;其中,所述复配MDT硅油包括第一MDT硅油和第二MDT硅油;所述第一MDT硅油中的硅羟基与所述第二MDT硅油中的硅羟基的重量含量比为(2~5):1。
可选地,以所述复配MDT硅油的总重量为基准,所述第一MDT硅油的含量为20~35重量%,所述第二MDT硅油的含量为65~80重量%;以所述第一MDT硅油的重量为基准,所述第一MDT硅油的硅羟基含量为0.8~1重量%;以所述第二MDT硅油的重量为基准,所述第二MDT硅油的硅羟基含量为0.2~0.4重量%;优选地,所述第一MDT硅油中的硅羟基与所述第二MDT硅油中的硅羟基的重量含量比为(4~5):1。
可选地,所述第一MDT硅油和第二MDT硅油在25℃下的黏度分别为100~1000mpa.s,优选为500~1000mpa.s。
可选地,以所述苯基硅树脂的重量为基准,所述苯基硅树脂中的苯基含量为20~60重量%,优选为45重量%;所述复配物中复配MDT硅油与苯基硅树脂的重量比为(3~4):1,其中所述苯基硅树脂包括甲基苯基硅树脂和/或乙烯基苯基硅树脂。
可选地,相对于100重量份的所述基础聚合物,所述复配物的含量为10~20重量份,所述填料的含量为100~120重量份;其中,所述基础聚合物在25℃下的黏度为10000~20000mpa.s,所述基础聚合物包括α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷;所述填料包括碳酸钙、硅微粉和白炭黑中的一种或几种;所述碳酸钙包括轻质碳酸钙和重质碳酸钙,所述轻质碳酸钙包括纳米活性碳酸钙,所述纳米活性碳酸钙的平均粒径为40~80nm;所述白炭黑包括沉淀法白炭黑和/或气相法白炭黑。
可选地,所述色浆包括炭黑色浆,所述炭黑色浆包含炭黑与二甲基硅油,所述炭黑的吸油值≥120mL/100g,所述二甲基硅油在25℃下的黏度为12000~13000mpa.s;所述交联剂包括甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、聚甲基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷和正硅酸丙酯中的一种或几种;所述偶联剂包括硅烷类偶联剂,所述硅烷类偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨乙基)氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、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和仲胺基硅烷直链烷烃中的一种或几种;所述催化剂包括二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡和螯合有机锡中的一种或几种。
可选地,相对于100重量份的所述色浆,所述交联剂的含量为40~50重量份,所述偶联剂的含量为25~45重量份,所述催化剂的含量为1~2重量份;以所述室温硫化硅橡胶的总重量为基准,所述A组分的含量为88.9~91.7重量%,所述B组分的含量为8.3~11.1重量%。
本公开第二方面提供一种制备本公开第一方面所述的室温硫化硅橡胶的方法,所述方法包括以下步骤:
将所述第一MDT硅油与所述第二MDT硅油混合,所得复配MDT硅油在加热条件下与苯基硅树脂混合并进行第一真空脱泡,得到复配物;将所述复配物与基础聚合物混合并进行第二真空脱泡,将所得的第二物料与填料搅拌并进行第三真空脱泡,得到A组分;
将色浆、交联剂、偶联剂和催化剂混合并进行第四真空脱泡,得到B组分;将所述A组分和B组分混合。
可选地,所述加热的温度为70~75℃,时间为4~8h,所述第一真空脱泡、第二真空脱泡、第三真空脱泡和第四真空脱泡的真空度各自独立地为0.095Mpa以上;所述A组分和B组分混合的重量比(8~11):1,优选为10:1。
本公开第三方面提供一种本公开第一方面所述的室温硫化硅橡胶在光伏建筑一体化、建筑幕墙、中空玻璃和玻璃采光顶中的应用。
通过上述技术方案,本公开提供的室温硫化硅橡胶的A组分中包含具有硅羟基的复配MDT硅油与苯基硅树脂的复配物,其中复配MDT硅油为具有硅羟基的支链型反应性硅油,不仅有利于与基础聚合物形成交联节点,提高硅橡胶的交联密度和力学性能,提高抗撕裂能力,而且还可以增加苯基硅树脂与基础聚合物的相容性,将苯基硅树脂的刚性苯环引入基础聚合物的柔性分子链中,增加分子链的空间位阻,阻止分子链滑移,提高基础聚合物的抗撕裂能力和耐热性;此外,复配MDT硅油包括硅羟基含量不同的第一MDT硅油和第二MDT硅油,有利于形成交联密度分布不均匀的交联产物,其中硅羟基含量较高的第一MDT硅油成为集中交联点,当橡胶体系受到外力作用或出现裂隙和缺口时,集中交联点能够将外力均匀分散到周围的分子链上面,使材料抵抗外力的能力增强,从而阻止裂隙和缺口进一步扩散,提高硅橡胶的抗撕裂能力。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
本公开第一方面提供一种室温硫化硅橡胶,所述室温硫化硅橡胶包括A组分和B组分,其中A组分包括基础聚合物、填料和复配物,B组分包括色浆、交联剂、偶联剂和催化剂,所述复配物包括具有硅羟基的复配MDT硅油和苯基硅树脂;其中,所述复配MDT硅油包括第一MDT硅油和第二MDT硅油;所述第一MDT硅油中的硅羟基与所述第二MDT硅油中的硅羟基的重量含量比为(2~5):1。
本公开的发明人经过深入研究发现,将基础聚合物中添加包含具有硅羟基的复配MDT硅油与苯基硅树脂的复配物,能够有效提高室温硫化硅橡胶的抗撕裂能力、伸长率和耐热性,且不会使其黏度大幅度增加,导致硅橡胶的弹性降低、硬度增加。其中复配MDT硅油为具有硅羟基的支链型反应性硅油,不仅有利于与基础聚合物形成交联节点,提高复配MDT硅油与基础聚合物的交联密度和体系的弹性,进而增强室温硫化硅橡胶的力学性能和抗撕裂能力,而且还可以增加苯基硅树脂与基础聚合物的相容性,使其黏度不会大幅度增加的同时将苯基硅树脂的刚性苯环引入基础聚合物的柔性分子链中,增加基础聚合物分子链的空间位阻,阻止分子链滑移,提高基础聚合物的抗撕裂能力和耐热性;此外,本公开的发明人还发现,复配MDT硅油包括硅羟基含量不同的第一MDT硅油和第二MDT硅油时,在参与基础聚合物交联的过程中,会利于形成交联密度不均匀的交联产物,其中硅羟基含量较高的第一MDT硅油成为集中交联点,当橡胶体系受到外力作用或出现裂隙和缺口时,集中交联点能够将外力均匀分散到周围的分子链上面,使材料抵抗外力的能力增强,从而阻止裂隙和缺口进一步扩散,提高硅橡胶的抗撕裂能力。MDT硅油指的是含有(CH3)3SiO1/2链节(M链节)、(CH3)2SiO链节(D链节)以及(CH3)3SiO1/2链节(T链节)的支链硅油,在一种实施方式中,MDT硅油包括摩尔分数为1%~6%的(CH3)3SiO1/2链节、摩尔分数为34%~94%的(CH3)2SiO链节和摩尔分数为5%~60%的(CH3)3SiO1/2链节。
本公开中,“室温硫化硅橡胶”的含义是本领域已知的,是指不需要加热在室温条件下即可硫化的硅橡胶,室温例如5~40℃。
在本公开的一种实施方式中,以所述复配MDT硅油的总重量为基准,所述第一MDT硅油的含量为20~35重量%,所述第二MDT硅油的含量为65~80重量%;以所述第一MDT硅油的重量为基准,所述第一MDT硅油的硅羟基含量为0.8~1重量%;以所述第二MDT硅油的重量为基准,所述第二MDT硅油的硅羟基含量为0.2~0.4重量%;在一种优选实施方式中,所述第一MDT硅油中的硅羟基与所述第二MDT硅油中的硅羟基的重量含量比为(4~5):1。在上述实施方式中,通过选用优选硅羟基含量的MDT硅油,有利于MDT硅油在硅橡胶中形成更多交联节点,其中硅羟基含量较高的第一MDT硅油成为集中交联点,能够更好地将外力分散到周围的分子链上,使材料抵抗外力的能力增强,从而阻止裂隙和缺口进一步扩散,提高硅橡胶的抗撕裂能力。
在本公开的一种实施方式中,所述第一MDT硅油和第二MDT硅油在25℃下的黏度分别为100~1000mpa.s,优选为500~1000mpa.s。在上述实施方式中,通过选用优选黏度的MDT硅油,有利于提高体系的弹性,增强室温硫化硅橡胶的力学性能,而且提高硅橡胶的耐湿能力。
在本公开的一种实施方式中,以所述苯基硅树脂的重量为基准,所述苯基硅树脂中的苯基含量为20~60重量%,优选为45重量%;所述复配物中复配MDT硅油与苯基硅树脂的重量比为(3~4):1;在一种具体实施方式中,所述苯基硅树脂包括甲基苯基硅树脂和/或乙烯基苯基硅树脂。在上述实施方式中,通过选用优选苯基含量的苯基硅树脂,一方面可以增加苯基硅树脂与MDT硅油和基础聚合物的相容性,使苯基硅树脂刚性的苯环更容易引入基础聚合物的柔性分子链中,有效提高整个体系的抗撕裂效果,另一方面可以提高硅橡胶的耐热性。选用优选含量的复配MDT硅油和苯基硅树脂,可以增加苯基硅树脂在复配MDT硅油中的溶解度,进而将苯基硅树脂引入基础聚合物中起到补强作用,并提高复配MDT硅油和苯基硅树脂的协同作用,进而提高材料抵抗外力的能力。
在本公开的一种实施方式中,相对于100重量份的所述基础聚合物,所述复配物的含量为10~20重量份,所述填料的含量为100~120重量份。在一种实施方式中,所述基础聚合物在25℃下的黏度为10000~20000mpa.s,优选为12000~20000mpa.s,所述基础聚合物包括α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷。在一种实施方式中,所述填料包括碳酸钙、硅微粉和白炭黑中的一种或几种;所述碳酸钙包括轻质碳酸钙和重质碳酸钙,所述轻质碳酸钙包括纳米活性碳酸钙,所述纳米活性碳酸钙的平均粒径为40~80nm;所述的重质碳酸钙的规格可以包括1000目、1250目和2000目的一种或几种;所述硅微粉的规格可以包括800目、1250目、1500目和2000目中的一种或几种;所述白炭黑包括沉淀法白炭黑和/或气相法白炭黑。在上述实施方式中,通过选用优选粘度的基础聚合物,有利于改善硅橡胶的黏度和施工性能,并且同时保障硅橡胶有良好的力学性能。
在本公开的一种实施方式中,所述色浆包括炭黑色浆,所述炭黑色浆包含炭黑与二甲基硅油,所述炭黑的吸油值≥120mL/100g,所述二甲基硅油在25℃下的黏度为12000~13000mpa.s。在本公开的一种实施方式中,所述交联剂包括甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、聚甲基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷和正硅酸丙酯中的一种或几种。在上述实施方式中,通过选用优选的交联剂,有利于MDT硅油中的硅羟基与交联剂中的烷氧基进行缩合反应形成网状交联结构,从而进一步提高体系的交联密度和力学性能。
在本公开的一种实施方式中,所述偶联剂包括硅烷类偶联剂,所述硅烷类偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨乙基)氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、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和仲胺基硅烷直链烷烃中的一种或几种。在上述实施方式中,通过选用优选的偶联剂,有利于提高硅橡胶的耐老化性能保持率,特别是耐高温老化的性能保持率。
在本公开的一种实施方式中,所述催化剂包括二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡和螯合有机锡中的一种或几种。
在本公开的一种实施方式中,相对于100重量份的所述色浆,所述交联剂的含量为40~50重量份,所述偶联剂的含量为25~45重量份,所述催化剂的含量为1~2重量份;以所述室温硫化硅橡胶的总重量为基准,所述A组分的含量为88.9~91.7重量%,所述B组分的含量为8.3~11.1重量%。在上述实施方式中,通过选用优选含量的A组分和B组分,有利于硅橡胶交联密度的分布,可以提高硅橡胶的抗撕裂能力、伸长率和强度。
本公开第二方面提供一种制备本公开第一方面所述的室温硫化硅橡胶的方法,所述方法包括以下步骤:
将所述第一MDT硅油与所述第二MDT硅油混合,所得复配MDT硅油在加热条件下与苯基硅树脂混合并进行第一真空脱泡,得到复配物;将所述复配物与基础聚合物混合并进行第二真空脱泡,将所得的第二物料与填料搅拌并进行第三真空脱泡,得到A组分;将色浆、交联剂、偶联剂和催化剂混合并进行第四真空脱泡,得到B组分;将所述A组分和B组分混合。
本公开提供的室温硫化硅橡胶的制备方法安全无毒、环保健康、成本优廉,且体系相容性好,制得的室温硫化硅橡胶具有优异的抗撕裂能力、耐热性和弹性。
一种具体实施方式中,所述加热的温度为70~75℃,时间为4~8h,所述第一真空脱泡、第二真空脱泡、第三真空脱泡和第四真空脱泡的真空度各自独立地为0.095Mpa以上,例如0.095Mpa至0.1MPa;所述A组分和B组分混合的重量比(8~11):1,优选为10:1。
本公开第三方面提供一种本公开第一方面所述的室温硫化硅橡胶在光伏建筑一体化、建筑幕墙、中空玻璃和玻璃采光顶中的应用。
下面通过实施例来进一步说明本公开,但是本公开并不因此而受到任何限制。
以下实施例中,如无特殊说明,所使用的原料均为商购产品。
硅羟基含量的测试方法为卡尔费休法。
黏度的测试方法为GB/T 2794-2013胶黏剂黏度的测定,仪器为博勒飞DV-2T旋转粘度计。
实施例1
(1)将硅羟基质量含量为0.8%的第一MDT硅油与硅羟基质量含量为0.3%的第二MDT硅油按重量比为25%:75%进行混合,并在行星搅拌机中搅拌脱泡25min,制得复配MDT硅油,其中第一MDT硅油和第二MDT硅油在25℃下的黏度分别为500mpa.s和1000mpa.s,第一MDT硅油和第二MDT硅油分别包括(CH3)3SiO1/2链节摩尔分数1%~6%、(CH3)2SiO链节摩尔分数34%~94%和(CH3)3SiO1/2链节摩尔分数5%~60%的聚甲基硅氧烷,第一MDT硅油和第二MDT硅油均购买自襄阳玖润氟硅材料有限公司;
(2)将复配MDT硅油与甲基苯基硅树脂按重量比为3:1混合,并在加热条件下在行星搅拌机内进行第一真空脱泡,加热的温度为70℃,时间为4h,行星搅拌机的转速为300r/min,第一真空脱泡的真空度为0.095Mpa,得到复配物;其中,以甲基苯基硅树脂的重量为基准,甲基苯基硅树脂的苯基含量为45重量%;
(3)将100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(基础聚合物,即107胶)和15重量份的复配物置于行星搅拌机内进行搅拌和第二真空脱泡,真空度为0.095MPa,搅拌的转速为500r/min,时间为15min,得到第二物料;将120重量份平均粒径为40nm的活性纳米碳酸钙(填料)分批次加入到第二物料中,在真空度为0.095MPa下进行搅拌和第三真空脱泡,行星搅拌机的搅拌转速为1400r/min,时间为3h,得到A组分;其中基础聚合物在25℃下的黏度为12000mpa.s;
(4)将120重量份的炭黑色浆、30重量份的聚甲基三乙氧基硅烷、10重量份的甲基三甲氧基硅烷、20重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、10重量份的γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷和1.3重量份的二月桂酸二丁基锡混合并进行第四真空脱泡,第四真空脱泡的真空度为0.095MPa,混合的转速为800r/min,时间为60min,得到B组分;其中色浆的制备方法包括:将炭黑与二甲基硅油按照重量比为3:1混合,将混合物置于高速分散机内,在温度为140℃、真空度为0.095Mpa的条件下搅拌脱泡3h;其中炭黑的吸油值≥120mL/100g,二甲基硅油在25℃下的黏度为12500mpa.s;
(5)将A组分和B组分按照重量比为10:1进行混合,得到室温硫化硅橡胶1。
实施例2
与实施例1相同,区别仅在于,第一MDT硅油中的硅羟基的质量含量为0.9%,第二MDT硅油中的硅羟基的质量含量为0.2%,得到室温硫化硅橡胶2。
实施例3
与实施例1相同,区别仅在于,第一MDT硅油和第二MDT硅油在25℃下的黏度分别为200mpa.s,得到室温硫化硅橡胶3。
实施例4
与实施例1相同,区别仅在于,第一MDT硅油和第二MDT硅油在25℃下的黏度分别为50mpa.s,得到室温硫化硅橡胶4。
实施例5
与实施例1相同,区别仅在于,甲基苯基硅树脂中的苯基含量为15重量%,得到室温硫化硅橡胶5。
实施例6
与实施例1相同,区别仅在于,复配MDT硅油和甲基苯基硅树脂混合的重量比为4:1,得到室温硫化硅橡胶6。
实施例7
与实施例1相同,区别仅在于,第一MDT硅油的硅羟基质量含量为0.5%,第二MDT硅油的硅羟基质量含量为0.2%,得到室温硫化硅橡胶7。
实施例8
与实施例1相同,区别仅在于,A组分和B组分混合的重量比为11:1,得到室温硫化硅橡胶8。
实施例9
(1)将硅羟基质量含量为0.8%的第一MDT硅油与硅羟基质量含量为0.4%的第二MDT硅油按重量比为30%:70%进行混合,并在行星搅拌机中搅拌脱泡25min,制得复配MDT硅油,其中第一MDT硅油和第二MDT硅油在25℃下的黏度分别为300mpa.s和600mpa.s,第一MDT硅油和第二MDT硅油分别包括(CH3)3SiO1/2链节摩尔分数1%~6%、(CH3)2SiO链节摩尔分数34%~94%和(CH3)3SiO1/2链节摩尔分数5%~60%的聚甲基硅氧烷,第一MDT硅油和第二MDT硅油均购买自襄阳玖润氟硅材料有限公司;
(2)将复配MDT硅油与乙烯基苯基硅树脂按重量比为4:1混合,并在加热条件下在行星搅拌机内进行第一真空脱泡,加热的温度为70℃,时间为4h,混合转速为300r/min,第一真空脱泡的真空度为0.095Mpa,得到复配物;其中,以乙烯基苯基硅树脂的重量为基准,乙烯基苯基硅树脂中的苯基含量为30重量%;
(3)将100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(基础聚合物,即107胶)和20重量份的复配物置于行星搅拌机内进行搅拌和第二真空脱泡,真空度为0.095MPa,搅拌转速为500r/min,时间为15min,得到第二物料;将100重量份规格为1500目的硅微粉分批次加入到第二物料中,在真空度0.095MPa下进行搅拌和第三真空脱泡,行星搅拌机的搅拌转速为1400r/min,时间为3h,得到A组分;其中基础聚合物在25℃下的黏度为20000mpa.s;
(4)将100重量份的炭黑色浆、35重量份的甲基三甲氧基硅烷、5重量份的正硅酸乙酯、10重量份的γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、15重量份的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和2重量份的二月桂酸二丁基锡混合并进行第四真空脱泡,第四真空脱泡的真空度为0.095MPa,混合的转速为800r/min,时间为60min,得到B组分;其中色浆的制备方法包括:将炭黑与二甲基硅油按照重量比为3:1混合,将混合物置于高速分散机内,在温度为140℃、真空度为0.095Mpa的条件下搅拌脱泡3h;其中炭黑的吸油值≥120mL/100g,二甲基硅油在25℃下的黏度为12500mpa.s;
(5)将A组分和B组分按照重量比为9:1进行混合,得到室温硫化硅橡胶9。
对比例1
与实施例1相同,区别仅在于,第一MDT和第二MDT硅油中硅羟基的含量均为0.5重量%,得到对比硅橡胶1。
对比例2
与实施例1相同,区别仅在于,将甲基苯基硅树脂替换成相同重量、相同黏度的甲基硅树脂,得到对比硅橡胶2。
对比例3
与实施例1相同,区别仅在于,不进行步骤(1)和(2),将步骤(3)中的复配物替换成相同重量、25℃下的黏度为1000mpa.s的二甲基硅油,得到对比硅橡胶3。
对比例4
与实施例1相同,区别仅在于,不进行步骤(1),将步骤(2)中的复配MDT硅油替换成相同重量、25℃下的黏度为1000mpa.s的二甲基硅油,得到对比硅橡胶4。
对比例5
与实施例1相同,区别仅在于,不进行步骤(1)和(2),步骤(3)中将100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷与15重量份、25℃下的黏度为1000mpa.s的二甲基硅油置于行星搅拌机内进行搅拌和第二真空脱泡,真空度为0.095MPa,搅拌的转速为500r/min,时间为15min,得到第二物料;将第二物料分批次加入100重量份、平均粒径为40nm的活性纳米碳酸钙和20重量份经过表面处理的硅灰石晶须(填料)中,在真空度0.095MPa下搅拌60min,得到A组分,最终得到对比硅橡胶5。
测试例
将实施例1~9制得的室温硫化硅橡胶和对比例1~5制得的对比硅橡胶进行撕裂强度、伸长率和硬度测试,其中撕裂强度采用GB/T 529-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》的方法进行检测;伸长率采用GB/T528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》的方法进行检测;硬度采用GB/T 531-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法》的方法进行检测;80℃强度保持率采用JG/T 475-2015《建筑幕墙用硅酮结构密封胶》方法进行测试,测试结果如下所示:
通过以上数据可知,实施例1~9采用本公开的制备方法,得到的室温硫化硅橡胶的抗撕裂能力、伸长率均较高,且硬度没有明显增加,表明制得的室温硫化硅橡胶具有较好的弹性,同时80℃强度保持率均符合JGT/475-2015《建筑幕墙用硅酮结构密封胶》要求,表明室温硫化硅橡胶具有良好的耐热性能。对比例1~4未采用本公开的制备方法,得到的对比硅橡胶的抗撕裂能力较低,80℃强度保持率偏低,而对比例5填充晶须类填料,得到的对比硅橡胶的抗撕裂能力有一定增强,80℃强度保持率符合标准要求,但是硅橡胶的硬度急剧增加,伸长率明显缩短,弹性大幅降低,无法满足光伏建筑一体化应用要求。因此本公开实施例1~9提供的室温硫化硅橡胶相比于对比例1~5更优异。
以上详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种室温硫化硅橡胶,其特征在于,所述室温硫化硅橡胶包括A组分和B组分,其中A组分包括基础聚合物、填料和复配物,B组分包括色浆、交联剂、偶联剂和催化剂,所述复配物包括具有硅羟基的复配MDT硅油和苯基硅树脂;
其中,所述复配MDT硅油包括第一MDT硅油和第二MDT硅油;所述第一MDT硅油中的硅羟基与所述第二MDT硅油中的硅羟基的重量含量比为(2~5):1。
2.根据权利要求1所述的室温硫化硅橡胶,其特征在于,以所述复配MDT硅油的总重量为基准,所述第一MDT硅油的含量为20~35重量%,所述第二MDT硅油的含量为65~80重量%;以所述第一MDT硅油的重量为基准,所述第一MDT硅油的硅羟基含量为0.8~1重量%;以所述第二MDT硅油的重量为基准,所述第二MDT硅油的硅羟基含量为0.2~0.4重量%;
优选地,所述第一MDT硅油中的硅羟基与所述第二MDT硅油中的硅羟基的重量含量比为(4~5):1。
3.根据权利要求1所述的室温硫化硅橡胶,其特征在于,所述第一MDT硅油和第二MDT硅油在25℃下的黏度分别为100~1000mpa.s,优选为500~1000mpa.s。
4.根据权利要求1所述的室温硫化硅橡胶,其特征在于,以所述苯基硅树脂的重量为基准,所述苯基硅树脂中的苯基含量为20~60重量%,优选为45重量%;
所述复配物中复配MDT硅油与苯基硅树脂的重量比为(3~4):1,其中所述苯基硅树脂包括甲基苯基硅树脂和/或乙烯基苯基硅树脂。
5.根据权利要求1所述的室温硫化硅橡胶,其特征在于,相对于100重量份的所述基础聚合物,所述复配物的含量为10~20重量份,所述填料的含量为100~120重量份;
其中,所述基础聚合物在25℃下的黏度为10000~20000mpa.s,所述基础聚合物包括α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷;
所述填料包括碳酸钙、硅微粉和白炭黑中的一种或几种;所述碳酸钙包括轻质碳酸钙和重质碳酸钙,所述轻质碳酸钙包括纳米活性碳酸钙,所述纳米活性碳酸钙的平均粒径为40~80nm;
所述白炭黑包括沉淀法白炭黑和/或气相法白炭黑。
6.根据权利要求1所述的室温硫化硅橡胶,其特征在于,所述色浆包括炭黑色浆,所述炭黑色浆包含炭黑与二甲基硅油,所述炭黑的吸油值≥120mL/100g,所述二甲基硅油在25℃下的黏度为12000~13000mpa.s;
所述交联剂包括甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、聚甲基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷和正硅酸丙酯中的一种或几种;
所述偶联剂包括硅烷类偶联剂,所述硅烷类偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨乙基)氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、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和仲胺基硅烷直链烷烃中的一种或几种;
所述催化剂包括二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡和螯合有机锡中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的室温硫化硅橡胶,其特征在于,相对于100重量份的所述色浆,所述交联剂的含量为40~50重量份,所述偶联剂的含量为25~45重量份,所述催化剂的含量为1~2重量份;
以所述室温硫化硅橡胶的总重量为基准,所述A组分的含量为88.9~91.7重量%,所述B组分的含量为8.3~11.1重量%。
8.制备权利要求1~7中任意一项所述的室温硫化硅橡胶的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
将所述第一MDT硅油与所述第二MDT硅油混合,所得复配MDT硅油在加热条件下与苯基硅树脂混合并进行第一真空脱泡,得到复配物;将所述复配物与基础聚合物混合并进行第二真空脱泡,将所得的第二物料与填料搅拌并进行第三真空脱泡,得到A组分;
将色浆、交联剂、偶联剂和催化剂混合并进行第四真空脱泡,得到B组分;将所述A组分和B组分混合。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述加热的温度为70~75℃,时间为4~8h,所述第一真空脱泡、第二真空脱泡、第三真空脱泡和第四真空脱泡的真空度各自独立地为0.095Mpa以上;
所述A组分和B组分混合的重量比(8~11):1,优选为10:1。
10.权利要求1~7中任意一项所述的室温硫化硅橡胶在光伏建筑一体化、建筑幕墙、中空玻璃和玻璃采光顶中的应用。
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