一种单组分脱醇型室温硫化的硅酮密封胶及其制备方法与流程

本发明涉及硅酮密封胶技术领域，尤其涉及一种单组分脱醇型室温硫化的硅酮密封胶及其制备方法。

背景技术：

硅橡胶由于具有优异的耐候性、耐高低温性能、电气绝缘性以及生理相容性，在航天航空、建筑、电子、医疗卫生等领域有着广泛的应用。按其交联硫化方式，可分为热硫化硅橡胶和室温硫化硅橡胶；也可分为加成型硅橡胶和缩合型硅橡胶。缩合型硅橡胶按其硫化时所释放的副产物，又可分为脱醇型、脱酸型、脱酮肟型、脱丙酮型、脱酰胺型等产品。

一般脱醇型有机硅密封胶是以羟基封端聚二甲基硅氧烷，甲基三甲氧基硅烷为交联剂，钛络合物为催化剂，与填料和其它添加剂混合而成。因为脱醇型交联剂是甲基三甲氧基硅烷，其水解活性比甲基三丁酮肟基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷低，导致其固化速度慢；同时，机硅密封胶的固化速度会随着储存时间延长而下降。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种单组分脱醇型室温硫化的硅酮密封胶，其使用烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷，并配合1,2-双(三甲氧基硅基)乙烯和/或1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯作用交联剂，提高了固化速度，并提高了硅酮密封胶的储存稳定性。

本发明还提出一种单组分脱醇型室温硫化的硅酮密封胶的制备方法，其用于制备上述的硅酮密封胶。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种单组分脱醇型室温硫化的硅酮密封胶，按重量份数，包括以下原料：烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷90～110份、纳米碳酸钙50～200份、耐热填料1～5份、uv吸收剂0.1～2份、交联剂2～7份、扩链剂1～5份、催化剂1～6份和偶联剂0.5～2份；

所述烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷为三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷、三乙氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷、甲基二甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷、乙烯基二甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷、苯基二甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷中的至少一种；

所述交联剂为1,2-双(三甲氧基硅基)乙烯和/或1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯。

优选地，所述纳米碳酸钙的表面经脂肪酸、树脂酸或钛酸酯处理，使所述纳米碳酸钙带有核壳结构。

优选地，所述烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷的粘度为10000～80000mpa·s。

优选地，所述uv吸收剂为苯并三氮唑类的紫外线吸收剂。

优选地，所述耐热填料包括：纳米氧化钛、纳米三氧化二铁、纳米四氧化三铁、纳米氧化铜、纳米氧化镍、纳米氮化硅或纳米碳管中的至少一种。

优选地，所述扩链剂为二甲基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、仲氨基丁基二甲氧基硅烷、仲氨基丁基二乙氧基硅烷中的至少一种。

优选地，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、n-正丁基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、n-正丁基-3-氨丙基三乙氧基硅烷、双-[3-(三甲氧基硅)-丙基]-胺、γ-脲丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、双-[3-(三乙氧基硅)-丙基]-胺、3-苯胺基丙基三甲氧基硅烷、3-(苯基氨基)丙基三乙氧基硅烷、3-二乙胺基丙基三甲氧基硅烷、n-(1,3-二甲基亚丁基)-3-(三乙氧硅基)-1-丙亚胺、n-(1,3-二甲基亚丁基)-3-(三甲氧硅基)-1-丙亚胺、n,n-二甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。

优选地，所述催化剂包括：四正丙基锆酸酯、四正丁基锆酸酯和/或双(柠檬酸二乙酯)二丙氧基锆螯合物。

一种单组分脱醇型室温硫化的硅酮密封胶的制备方法，用于制备上述的硅酮密封胶；

所述制备方法包括以下步骤：

步骤1：在室温下向混合机中加入烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷、纳米碳酸钙、耐热填料和uv吸收剂，加热至100～130℃，并在真空条件下搅拌60-120min；

步骤2：冷却至室温后，加入交联剂、扩链剂、催化剂和偶联剂，真空条件下搅拌20～50min，即可出料。

本发明的有益效果：

本方案的硅酮密封胶，通过1,2-双(三甲氧基硅基)乙烯和/或1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯作为烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷的交联剂，配合纳米碳酸钙、耐热填料、uv吸收剂、扩链剂、催化剂和偶联剂，有效地提高固化速度和储存稳定性，替代常规交联剂甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷，解决了现有技术选取不同的交联剂中导致固化速度慢，明显地改善固化速度，提高储存期。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

为了便于理解本发明，下面对本发明进行更全面的描述。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。

一种单组分脱醇型室温硫化的硅酮密封胶，按重量份数，包括以下原料：烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷90～110份、纳米碳酸钙50～200份、耐热填料1～5份、uv吸收剂0.1～2份、交联剂2～7份、扩链剂1～5份、催化剂1～6份和偶联剂0.5～2份；

所述烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷为三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷、三乙氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷、甲基二甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷、乙烯基二甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷、苯基二甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷中的至少一种；

所述交联剂为1,2-双(三甲氧基硅基)乙烯和/或1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯。

本方案的硅酮密封胶，通过1,2-双(三甲氧基硅基)乙烯和/或1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯作为烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷的交联剂，配合纳米碳酸钙、耐热填料、uv吸收剂、扩链剂、催化剂和偶联剂，有效地提高固化速度和储存稳定性，替代常规交联剂甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷，解决了现有技术选取不同的交联剂中导致固化速度慢，明显地改善固化速度，提高储存期。

优选地，所述纳米碳酸钙的表面经脂肪酸、树脂酸或钛酸酯处理，使所述纳米碳酸钙带有核壳结构。

纳米碳酸钙经脂肪酸、树脂酸或钛酸酯处理，形成核壳结构，可以使纳米碳酸钙的分散性提高；而由于纳米碳酸钙的表面形成核壳结构后，纳米碳酸钙的可活动性和可活动范围提高，其表面形成容易与烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷混合，两者混合更均匀，使纳米碳酸钙的性能能在烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷充分发挥，提高了硅酮密封胶的光泽度和机械强度，且纳米碳酸钙带有高干燥性，不影响交联剂对烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷的固化速度。

优选地，所述烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷的粘度为10000～80000mpa·s。

烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷的粘度可为任意范围，而优选地，为10000～80000mpa·s，在此范围下，硅酮密封胶的施工方便性、固化速度和储存稳定性最佳。

优选地，所述uv吸收剂为苯并三氮唑类的紫外线吸收剂。

苯并三氮唑类的紫外线吸收剂具有uv吸收的作用，能吸收uv光，防止uv对硅酮密封胶的影响，提高了硅酮密封胶的稳定性和储存性；同时，苯并三氮唑类，其杂质种类少，含量较高，具有较好的稳定性。

优选地，所述耐热填料包括：纳米氧化钛、纳米三氧化二铁、纳米四氧化三铁、纳米氧化铜、纳米氧化镍、纳米氮化硅或纳米碳管中的至少一种。

本耐热填料可提高硅酮密封胶的耐热性，其可由市面上的其他耐热填料代替。

优选地，所述扩链剂为二甲基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、仲氨基丁基二甲氧基硅烷、仲氨基丁基二乙氧基硅烷中的至少一种。

优选地，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、n-正丁基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、n-正丁基-3-氨丙基三乙氧基硅烷、双-[3-(三甲氧基硅)-丙基]-胺、γ-脲丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、双-[3-(三乙氧基硅)-丙基]-胺、3-苯胺基丙基三甲氧基硅烷、3-(苯基氨基)丙基三乙氧基硅烷、3-二乙胺基丙基三甲氧基硅烷、n-(1,3-二甲基亚丁基)-3-(三乙氧硅基)-1-丙亚胺、n-(1,3-二甲基亚丁基)-3-(三甲氧硅基)-1-丙亚胺、n,n-二甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。

偶联剂可由市面上的其他偶联剂代替。

优选地，所述催化剂包括：四正丙基锆酸酯、四正丁基锆酸酯和/或双(柠檬酸二乙酯)二丙氧基锆螯合物。

本方案使用四正丙基锆酸酯、四正丁基锆酸酯和双(柠檬酸二乙酯)二丙氧基锆螯合物的组合作为催化剂，提高了烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷的交联效率，进一步地提高硅酮密封胶的固化速度，三者组合使用时，更能优于使用任意一种或两种的效果。

一种单组分脱醇型室温硫化的硅酮密封胶的制备方法，用于制备上述的硅酮密封胶；

所述制备方法包括以下步骤：

步骤1：在室温下向混合机中加入烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷、纳米碳酸钙、耐热填料和uv吸收剂，加热至100～130℃，并在真空条件下搅拌60-120min；

步骤2：冷却至室温后，加入交联剂、扩链剂、催化剂和偶联剂，真空条件下搅拌20～50min，即可出料。

性能测试：

(1)表干时间：按照gb/t13477.5-2003(建筑密封材料试验方法第5部分：表干时间的测定)。

(2)贮存稳定性的测试：将所制密封胶放在100℃烘箱1天、2天，打胶条测试表干时间和固化情况。

(3)23℃的拉伸粘接强度的测试：根据gb/t13477.8-2003(建筑密封材料试验方法第8部分：23℃的拉伸粘接强度的测试)。

(4)90℃的拉伸粘接强度的测试：根据gb16776-2005(建筑用硅酮结构胶6.8.590℃的拉伸粘接强度的测试)。

(5)23℃最大强度的伸长率的测试：根据gb/t13477.8-2003(建筑密封材料试验方法第8部分：23℃最大强度的伸长率的测试)。

实施例a：

步骤1：按表1，在室温下向混合机中加入烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷、纳米碳酸钙、耐热填料和uv吸收剂，加热至110℃，并在真空条件下搅拌80min；

步骤2：冷却至室温后，加入交联剂、扩链剂、催化剂和偶联剂，真空条件下搅拌20～50min，即可出料。

其中，烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷为三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷，粘度为10000～80000mpa·s；交联剂为1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯；耐热填料为纳米氧化钛和纳米三氧化二铁的组合；扩链剂为二甲基二甲氧基硅烷；偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；催化剂为四正丙基锆酸酯、四正丁基锆酸酯和(柠檬酸二乙酯)二丙氧基锆螯合物的组合。

表1-实施例a的组分分布

将实施例a1-a6进行性能测试，制得表2。

表2-实施例a的性能测试

说明：

1、由实施例a1与实施例a2-a4对比可知，实施例a1的烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷份数为80份，其比实施例a2的少10份，虽然其表干时间与实施例a2-a4相接近，但由于其含量过低，导致其机械性能过低，23℃的拉伸粘接强度只有1.00mpa,90℃的拉伸粘接强度仅为0.81mpa，23℃最大强度的伸长率仅为277％；

由实施例a5与实施例a2-a4对比可知，实施例a5的烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷份数为120份，其比实施例a4的多10份，而两组实施例的表干时间相差明显，实施例a4的初始表干时间为12min；而增加了10份的烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷的实施例a5，实施例a5的表干时间为26min，相差了14min，两实施例反映了增加10份的烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷反而导致了表干时间提高50％。

2、由实施例a3与实施例a6对比可知，两实施例的差别在于，实施例a6并未使用交联剂，即没有添加1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯，由于配方体系里的交联速度过慢，其表干时间从实施例a3的8min延长至实施例a6的90min，说明实施例a3的1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯对硅酮密封胶有提高固化速度的效果。

综上所述，本实施例a2-a4中，通过将烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷的添加量控制至90～110份，并通过1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯明显地改善了烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷的固化速度。

实施例b：

实施例b1

步骤1：在室温下向混合机中加入烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷、纳米碳酸钙、耐热填料和uv吸收剂，加热至110℃，并在真空条件下搅拌80min；

步骤2：冷却至室温后，加入交联剂、扩链剂、催化剂和偶联剂，真空条件下搅拌20～50min，即可出料；其中，交联剂为1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯。

实施例b2

步骤1：在室温下向混合机中加入烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷、纳米碳酸钙、耐热填料和uv吸收剂，加热至110℃，并在真空条件下搅拌80min；

步骤2：冷却至室温后，加入交联剂、扩链剂、催化剂和偶联剂，真空条件下搅拌20～50min，即可出料；其中，交联剂为1,2-双(三甲氧基硅基)乙烯。

实施例b3

步骤1：在室温下向混合机中加入烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷、纳米碳酸钙、耐热填料和uv吸收剂，加热至110℃，并在真空条件下搅拌80min；

步骤2：冷却至室温后，加入交联剂、扩链剂、催化剂和偶联剂，真空条件下搅拌20～50min，即可出料；其中，交联剂为1,2-双(三甲氧基硅基)乙烯和1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯以1：1的组合。

其中，实施例b1-b3按表1中实施例a3，烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷为三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷，粘度为10000～80000mpa·s；耐热填料为纳米氧化钛和纳米三氧化二铁的组合；扩链剂为二甲基二甲氧基硅烷；偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；催化剂为四正丙基锆酸酯、四正丁基锆酸酯和(柠檬酸二乙酯)二丙氧基锆螯合物的组合。

将实施例b1-b3进行性能测试，制得表3。

表3-实施例b的性能测试

说明：

由实施例b1-b3对比可知，实施例b1单独使用了1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯，实施例b2单独使用了1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯，实施例b1和实施例b2两者的初始表干虽然与实施例b3相差不大，仅为1-2分钟之间的差异，但当100℃老化一段时间后，实施例b1和实施例b2两者与实施例b3之间的差异开始变大；当经过老化24h后，实施例b1的表干时间为14min，实施例b2的表干时间为16min，而实施例b3的表干时间为最佳的12min；更进一步地，当经过老化48h后，实施例b1的表干时间为32min，实施例b2的表干时间为33min，而实施例b3的表干时间为最佳的27min；说明了，实施例b3由于同时使用了1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯和1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯，其在抗老化性能方面比单独使用两种交联剂的效果更好，尤其是对于对于高温环境下，同时使用1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯和1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯两者可提高储存稳定性，以进一步防止硅酮密封胶在储存过程中有老化，以影响表干时间，解决了现有技术中硅酮密封胶在储存过程中表干性能下降的问题。

实施例c：

步骤1：按表1中实施例a3，在室温下向混合机中加入烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷、纳米碳酸钙、耐热填料和uv吸收剂，加热至110℃，并在真空条件下搅拌80min；

步骤2：冷却至室温后，加入交联剂、扩链剂、催化剂和偶联剂，真空条件下搅拌20～50min，即可出料。

其中，烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷为三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷，粘度为10000～80000mpa·s；交联剂为1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯；耐热填料为纳米氧化钛和纳米三氧化二铁的组合；扩链剂为二甲基二甲氧基硅烷；偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；催化剂如表4所示，制得实施例c1-c7。

表4-实施例c中催化剂的组分分布

说明：

如实施例c1-c6可知，使用四正丙基锆酸酯、四正丁基锆酸酯和双(柠檬酸二乙酯)二丙氧基锆螯合物中的任意一者，表干时间都会增加；同样地，当使用四正丙基锆酸酯、四正丁基锆酸酯和双(柠檬酸二乙酯)二丙氧基锆螯合物任意两者的组合时，虽然效果会相当使用任意一种的效果好，但效果仍不是最佳；而正如实施例c7，其实施例同时使用了四正丙基锆酸酯、四正丁基锆酸酯和双(柠檬酸二乙酯)二丙氧基锆螯合物三者，初始表干为最佳的8min，说明了四正丙基锆酸酯、四正丁基锆酸酯和双(柠檬酸二乙酯)二丙氧基锆螯合物的任意一者能降低表干时间，更反映了同时使用三者的效果，可达到最佳的表干时间。

实施例d：

步骤1：在室温下向混合机中加入90份烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷、50份纳米碳酸钙、1份耐热填料和2份uv吸收剂，加热至90℃，并在真空条件下搅拌120min；

步骤2：冷却至室温后，加入7份交联剂、1份扩链剂、6份催化剂和0.5份偶联剂，真空条件下搅拌20min，即可出料；其中，交联剂为1,2-双(三甲氧基硅基)乙烯和1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯以1：3的组合。

其中，实施例b1-b3按表1中实施例a3，烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷为三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷，粘度为10000～80000mpa·s；耐热填料为纳米四氧化三铁、纳米氧化铜和纳米氧化镍的组合；扩链剂为仲氨基丁基二甲氧基硅烷和仲氨基丁基二乙氧基硅烷的组合；偶联剂为n-(1,3-二甲基亚丁基)-3-(三乙氧硅基)-1-丙亚胺和n-(1,3-二甲基亚丁基)-3-(三甲氧硅基)-1-丙亚胺的组合；催化剂为四正丙基锆酸酯、四正丁基锆酸酯和(柠檬酸二乙酯)二丙氧基锆螯合物的组合。

实施例e：

步骤1：在室温下向混合机中加入110份烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷、200份纳米碳酸钙、5份耐热填料和0.2份uv吸收剂，加热至90℃，并在真空条件下搅拌120min；

步骤2：冷却至室温后，加入7份交联剂、1份扩链剂、6份催化剂和0.5份偶联剂，真空条件下搅拌20min，即可出料；其中，交联剂为1,2-双(三甲氧基硅基)乙烯和1,2-双(三乙氧基硅基)乙烯以1：3的组合。

其中，实施例b1-b3按表1中实施例a3，烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷为三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷，粘度为10000～80000mpa·s；耐热填料为纳米四氧化三铁、纳米氧化铜和纳米氧化镍的组合；扩链剂为仲氨基丁基二甲氧基硅烷和仲氨基丁基二乙氧基硅烷的组合；偶联剂为n-(1,3-二甲基亚丁基)-3-(三乙氧硅基)-1-丙亚胺和n-(1,3-二甲基亚丁基)-3-(三甲氧硅基)-1-丙亚胺的组合；催化剂为四正丙基锆酸酯、四正丁基锆酸酯和(柠檬酸二乙酯)二丙氧基锆螯合物的组合。

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。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除