CN1282772A - 一种建筑用双组分硅酮结构胶 - Google Patents

Abstract

一种建筑用双组分硅酮结构胶,有A组分和B组分组成,A组分含羟基封端的聚二甲基硅氧烷,气相法二氧化硅,活性碳酸钙,B组分含甲基烷氧基硅烷,聚硅酸乙酯,有机金属螯合物,多官能团取代烷氧基硅烷,甲基二甲氧基聚二甲基硅氧烷等,可在施工时调节固化速度,养护时间较短。

Description

一种建筑用双组分硅酮结构胶

本发明属于结构胶制备领域，特别是涉及一种玻璃幕墙用的金属和玻璃结构或非结构性装配的建筑结构胶。

隐框玻璃幕墙作为现代建筑装饰的高技术产物，由于具有结构重量轻，采光好，外观美观大方等独特的优点在我国得到超常规发展。它是通过硅酮结构胶将装饰玻璃牢固地粘附在铝合金框架上，无须任何机械类固定装置。由于玻璃幕墙通常用于高层建筑和大型建筑，因此结构胶的性能对幕墙的安全性及寿命有着决定性的影响。在现有结构胶产品中，硅酮结构胶是将各种原料按比例混合而得。如CN1110299公开了一种有机硅酮结构密封胶，该结构胶的组成(重量份)是：

有机羟基硅酮        4-8

有机甲基硅酮        1-4

甲基肟基硅烷        0．1-0．6

二丁基二月桂酸锡    0．005-0．01

气相二氧化硅        0．4-1．2

硅酸盐              1-5

氨基硅烷            0．01-0．09

这种结构胶的优点是成本低，但其存在一个问题，即由于采用了单组分的配方，各原料的比例在出厂之时就已确定，无法进行现场调配，因此胶的固化速度也不能调节，施胶时养护时间较长。

本发明的目的是通过双组分的配方，将结构胶的固化体系与底胶分开，从而提供一种可以在施工时调节固化速度，因此养护时间较短的硅酮结构胶，以满足连续化批量生产玻璃幕墙结构单元件的要求。

本发明的双组分硅酮结构胶由A、B组分构成，分别含有如下成分(重量份)：

A组分：

羟基封端的聚二甲基硅氧烷        80-120

气相法二氧化硅                  5-15

活性碳酸钙                      100-200

B组分：

甲基烷氧基硅烷                  20-40

聚硅酸乙酯                      10-30

有机金属螯合物                  0．5-2．0

多官能团取代烷氧基硅烷          5-20

甲基二甲氧基聚二甲基硅氧烷      5-10

本发明的制备方法是将羟基封端的聚二甲基硅氧烷与活性碳酸钙，气相法二氧化硅一起投入高速混合机中搅拌，出料包装得A组分；将甲基烷氧基硅烷，聚硅酸酯，有机金属螯合物，多官能团取代烷氧基硅烷，甲基二甲氧基聚二甲基硅氧烷投入行星式混合机中混合，出料包装得B组分。

施工时，将A、B组分以8-12∶1的比例配合使用。

本发明的A组分采用有机羟基硅酮作为底胶，它是由二甲基环硅氧烷与四甲基羟胺一步法合成的羟基封端的聚二甲基硅氧烷，反应条件为95℃-100℃常压反应2小时，加入聚合度调节剂封端得到，

结构式如Ⅰ所述，粘度为10000-50000厘泊(25℃)。

本发明的A组分用碳酸钙作填料，所述碳酸钙是经过脂肪酸或树脂酸或硬脂酸酸化处理的，而且不需要在使用前进行干燥处理。如日本丸尾公司生产的碳酸钙是经过脂肪酸处理的，商品名为KALFAIN 200、MARLEX 50，也有经过树脂酸处理的碳酸钙，商品名为MT-100；日本白石钙公司生产的碳酸钙则是经过硬脂酸处理的，商品名为白艳华CC或白艳华CCR。

本发明在B组分中，采用聚硅酸乙酯作为固化剂，甲基烷氧基硅烷作为固化促进剂，有机金属螯合物作为固化反应催化剂，多官能团烷氧基硅烷作为增粘剂。

本发明B组分中所述的聚硅酸乙酯是如式Ⅱ所示的乙氧基封端的聚二乙氧基硅氧烷。

本发明所述的在B组分中作为固化促进剂的甲基烷氧基硅烷是甲基三甲氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷的混合物。

本发明B组份中所述的有机金属螯合物是有机锡金属螯合物是自行合成的二正丁氧基二(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合锡类化合物，和1，3-丙二氧基二(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合钛类化合物，混合使用可以调整反应速度。

本发明在B组分中使用了多官能团取代烷氧基硅烷，一般来说，取代官能团如巯基(-SH)，胺基(-NH₂)或卤基(-X)等，具体的化合物有4-肟基4，6-二甲基庚基三乙氧基硅烷(Ⅲ)、N-β-氨乙基γ-氨丙基三甲氧基硅烷(Ⅳ)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(Ⅴ)等。

本发明B组份中所述的甲基二甲氧基封端的聚二甲基硅氧烷结构式如Ⅵ所示，粘度为5000-10000厘泊(25℃)，在本发明B组分中用作增塑剂。同时，羟基封端的聚二甲基硅氧烷与烷氧基硅烷的聚合反应速度太快，难于控制，甲基二甲氧基封端的聚二甲基硅氧烷也起到了反应速度调节剂的作用。

本发明中涉及的各化学组分的结构式分别为：

本发明A组分中使用经表面处理的活性碳酸钙作为填料，活性碳酸钙与有机物料的相容性很好，能够增强高粘度物料的加工流动性，这样既可以达到较高的填充含量，降低产品成本，又能保持胶体的流动性，保证良好的挤出性能，满足了建筑施工的快速要求。更需指出的是，由于所用活性碳酸钙不需干燥处理，其表面残存的水分能大大加快A、B组分混合时的固化速度。

本发明B组分采用聚硅酸乙酯作固化剂，增强了B组分与A组分中硅树脂的相容性。加入甲基烷氧基硅烷，如甲基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷，有利于促进结构胶的固化速度。施胶后，能使胶体的表层与深层同时固化，从而减少建筑施工的养护时间，一般情况下2-3天即可达到要求的粘接强度。

有机锡金属螯合物，有机钛金属螯合物能增强反应活性，因此在B组分中用作固化反应的促进剂，前者能促进表面硅酮的聚合反应，后者能促进深层硅酮胶的固化。加入有机金属螯合物后，结构胶的表干时间指标和拉断时间指标都有明显的改善。

本发明B组分中用多官能团取代烷氧基硅烷作增粘剂，改善了填料在树脂中的分散性及粘合力；增加了B组分体系的稠度，提高湿态下的粘合力、耐环境老化性能、填料和树脂间的偶联性能。在施胶过程中，特别是遇水时，其中的多个取代基能使结构胶的有机相和无机相较好地相容，从而使产品的浸水后拉伸能力仍保持较高的水平，满足了建筑结构材料的使用要求。

本发明由于B组分形成了一个良好的固化体系，并与A组份相配合，能使硅酮结构胶得到很好的粘接强度，并且能在比较短的时间内固化，满足连续化批量生产玻璃幕墙结构单元件的要求。

以下实施例将进一步说明本发明。所述配比均为重量份。

实施例1：

  A组份：

羟基封端的聚二甲基硅氧烷       80

气相法二氧化硅                5

碳酸钙(CARLEX 50)            100

B组份：

甲基三甲氧基硅烷              10

甲基三乙氧基硅烷              20

聚硅酸乙酯                   10

二正丁氧基二

(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合锡           0．2

1，3-丙二氧基二

(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合钛           0．3

4-肟基4，6-二甲基庚基三乙氧基硅烷       5

甲基二甲氧基封端的聚二甲基硅氧烷        5

A、B组份以常规制法分别混合均匀后分别出料包装，施胶时以A∶B=8∶1的配比混合使用。

实施例2

A组份：

羟基封端的聚二甲基硅氧烷             100

气相法二氧化硅                      10

碳酸钙(CARLEX 50)                   140

B组份：

甲基三甲氧基硅烷                    10

甲基三乙氧基硅烷                    10

聚硅酸乙酯                          20

二正丁氧基二

(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合锡          0．5

1，3-丙二氧基二

(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合钛          1．0

N-β-氨乙基γ-氨丙基三甲氧基硅烷      12

甲基二甲氧基封端的聚二甲基硅氧烷      8

A、B组份以常规制法分别混合均匀后分别出料包装，施胶时以A∶B=10∶1的配比混合使用。

实施例3：

  A组份：

羟基封端的聚二甲基硅氧烷          120

气相法二氧化硅                    15

碳酸钙(CARLEX 50)               200

  B组份：

甲基三甲氧基硅烷                  20

甲基三乙氧基硅烷                  20

聚硅酸乙酯                        30

二正丁氧基二

(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合锡        1．0

1，3-丙二氧基二

(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合钛        1．0

γ-氨丙基三乙氧基硅烷              20

甲基二甲氧基封端的聚二甲基硅氧烷   10

A、B组份以常规制法分别混合均匀后分别出料包装，施胶时以A∶B=12∶1的配比混合使用。

将实施例1、2、3所得硅酮结构胶，按GB16776-1997标准进行性能测试并与美国道康宁公司的DC983硅酮结构胶进行比较，结果如下：表1  实例1、2、3与国内外同类产品按国标要求的性能测试数据

由上述实施例及测试结果可以看出，本发明的双组分硅酮结构胶的各项性能指标均达到并超过国标要求，并优于进口产品，尤其是体现固化速度的指标即表干时间远远优于国标和国外品牌产品的指标，完成了本发明的目的。

Claims (5)

1．一种建筑用的双组分硅酮结构胶，含有A组分和B组分，其组成如下(重量份)：

A组分：

羟基封端的聚二甲基硅氧烷    80-120

气相法二氧化硅              5-15

碳酸钙                      100-200

B组分：

甲基烷氧基硅烷              20-40

聚硅酸乙酯                  10-30

有机金属螯合物              0．5-2．0

多官能团取代烷氧基硅烷      5-20

甲基二甲氧基聚二甲基硅氧烷  5-10

配比为A∶B=8～12∶1。

2．权利要求1中所述的甲基烷氧基硅烷是甲基三甲氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷的混合物。

3．权利要求1中所述的有机金属螯合物是二正丁氧基二(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合锡类化合物和1，3丙二氧基二(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合钛类化合物。

4．权利要求1中所述的碳酸钙是经过有机酸处理的碳酸钙。

5．根据权利要求1所述的多官能团取代烷氧基硅烷是4-肟基4，6-二甲基庚基三乙氧基硅烷或N-β-氨乙基γ-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。