一种低粘度且高强度的透明有机硅组合物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子密封材料领域，更具体地，涉及一种低粘度且高强度的透明有 机硅组合物及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 硅橡胶是一种具有一系列独特性能有机硅高分子弹性体，如卓越的耐气候性、优 异的耐高低温老化性、良好的电绝缘性和疏水性，因此在建筑、交通、汽车、航空、航天、新 能源、机械、电子和电器等领域均有广泛的应用。室温硫化硅橡胶（RTV)能够在室温条件 下遇湿气自然固化成有机硅弹性体，由于其无需加热加压即可硫化、能够就地成型和使用 极其方便等特点，通常被用作粘合剂、密封剂、灌封剂、涂覆剂和脱模剂等。室温硫化硅橡 胶根据应用要求，其物理形态可以制成低粘度的流淌型流体至高粘度的膏状物，当粘度在 50000mPa.s(25°C)以下时，为易流动的流体，粘度在50000~lOOOOOmPa.s(25°C)时，为微 流动的流体，粘度大于l〇〇〇〇〇mPa.s则不易流动；其基本的加工过程是先将基础聚合物（端 羟基聚硅氧烷或端基含可水解基团的聚硅氧烷）与补强填料如纳米活性碳酸钙或白炭黑 (二氧化硅）混合脱水，然后加入交联剂（含多个可水解基团的硅烷）、催化剂和助剂，混合 均匀而成。根据实际使用要求，室温硫化硅橡胶可以将所有组分一起混合均匀后再装入密 封容器的单包装（单组分）形式，也可将主剂（基础聚合物、填料等）与固化剂（交联剂、 催化剂等）分开进行独立包装，需要时再混合的双组份形式，单组分具有使用方便、操作简 单等优点。
[0003] 室温硫化硅橡胶最大的缺点在于其力学强度较差，研宄表明纯的硅橡胶拉伸强度 一般只有〇. 4MPa左右，因此必须加入填料来补强以提高室温硫化硅橡胶的力学强度才能 使其具有实用价值。最常用的补强填料是纳米活性碳酸钙、沉淀法或气相法白炭黑、石英粉 等。然而当加入碳酸钙或石英粉等时，哪怕添加量极少都会严重降低硅橡胶的透明度，无法 得到透明的硅橡胶制品；而加入白炭黑虽然对硅橡胶的透明度影响相对较小，但是白炭黑 会使硅橡胶的粘度急剧上升，从而无法得到兼具低粘度、且具有较高机械强度的透明室温 硫化硅橡胶产品。在电子元器件如线路板、智能水表的浅层灌封，LED照明灯具灯罩与灯头 的粘接、小型家用电器如玻璃电热水壶壶体与底盘等的粘接固定和密封等众多应用中，通 常需要粘度低易流平、强度高且透明度好的单组分脱醇型室温硫化硅橡胶，但是到迄今为 止，如何实现室温硫化硅橡胶兼顾低粘度、高强度且高透明度的体系，是有机硅行业亟需解 决的难题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低粘度易流平、且兼具高强度、 透明度好的单组分脱醇型室温硫化有机硅组合物。
[0005] 为了以上的目的，首先提供一种低粘度且高强度的透明有机硅组合物，包括以下 原料，按重量份计，
[0006] 端烷氧基聚二甲基硅氧烷60~90份，
[0007]端甲基聚二甲基硅氧烷 10~40份，
[0008] 端甲基聚二甲基硅氧烷25°C的粘度为10~lOOOOmPa.s，用于调节有机硅组合物 的粘度，同时起增塑剂作用，使有机硅组合物固化后具有更好柔韧性。
[0009] 端烷氧基甲基MQ娃树脂20~80份，
[0010] 所述的端烷氧基聚二甲基硅氧烷是端基具有2个或3个可水解基团的直链型聚 合物，MQ硅树脂是一种由单官能团（M基团）有机硅氧烷封闭链节的化合物和四官能团（Q 基团）有机硅氧烷链节的化合物进行水解缩合而成特殊的聚硅氧烷，具有双层三维球体结 构，球心部分为二氧化硅网状结构，球壳部分由单官能团有机硅氧烷所包围，同时含有未反 应的硅羟基。当甲基MQ硅树脂表面的硅羟基被多烷氧基甲硅烷基取代时，得到表面含有许 多可水解基团的端烷氧基甲基MQ娃树脂，由于端基结构$父为相似，其与基础聚合物端烧氧 基聚二甲基硅氧烷具有极佳的相容性，极好的提升了有机硅组合物的透明度。端烷氧基甲 基MQ娃树脂球壳部分封闭基团为烷氧基和甲基，在与端烷氧基聚二甲基硅氧烷混合时，由 于端烷氧基和甲基之间分子间的作用力极小，因此粘度不会上升。当遇到湿气时，在催化剂 作用下，端烷氧基甲基MQ娃树脂、端烷氧基聚>甲基硅氧烷的端烷氧基和交联剂就会水解 形成硅羟基，进而产生缩合反应，形成"海岛状"网络结构，"海岛"部分是硅树脂的高交联密 度的二氧化硅三维网络结构，"海洋"部分是通过缩合反应形成的聚二甲基硅氧烷柔性分子 链，产品硫化后可得到高机械强度的有机硅弹性体。
[0011] 所述的端烷氧基甲基MQ硅树脂的结构式为
【主权项】
1. 一种低粘度且高强度的透明有机硅组合物，其特征在于，包括以下原料，按重量份 计， 端烷氧基聚^甲基硅氧烷60~90份， 端甲基聚二甲基硅氧烷 10~40份， 端烷氧基甲基MQ硅树脂 20~80份， 所述的端烷氧基聚二甲基硅氧烷是端基具有2个或3个可水解基团的直链型聚合物， 所述的端烷氧基甲基MQ娃树脂的结构式为
其中，b= 0或1，R3和R4为1-4个碳原子的一价径基，所述的t、m和p为正整数，其中 (t+m)/q= 0. 7 ~1. 50,t/m= 0. 04 ~0. 20。
2. 根据权利要求1所述的低粘度且高强度的透明有机硅组合物，其特征在于，所述的 端烷氧基聚 > 甲基硅氧烷的结构式为
其中a= 0或1，n= 50~1000,R1和V为为1-4个碳原子的一价烃基。
3. 根据权利要求1或2所述的低粘度且高强度的透明有机硅组合物，其特征在于，所述 的一价烃基为甲基、乙基、丙基、丁基、异丙基、乙烯基或烯丙基。
4. 根据权利要求1或2所述的低粘度且高强度的透明有机硅组合物，其特征在于，所述 的一价烃基为甲基或乙烯基。
5. 根据权利要求1所述的低粘度且高强度的透明有机硅组合物，其特征在于，（t+m)/q =0. 9 ~1. 25,t/m= 0. 06 ~0. 10。
6. 根据权利要求1所述的低粘度且高强度的透明有机硅组合物，其特征在于，所述的 原料还包括交联剂5~15份，硅烷偶联剂0. 5~4份和催化剂0. 5~5份。
7. -种权利要求1所述的低粘度且高强度的透明有机硅组合物的制备方法，其特征在 于，包括以下步骤，
51. 将端烷氧基聚^甲基硅氧烷、端甲基聚^甲基硅氧烷和端烷氧基甲基MQ娃树脂， 在高速搅拌分散机内在温度为90-120°C和真空度为-0. 095MPa以下的条件，以200~500 转/分钟搅拌50~90分钟，然后冷却至室温，
52. 然后加入交联剂和硅烷偶联剂，在真空-0. 095MPa以下，以50~150转/分钟搅拌 20~40分钟，
53. 然后加入催化剂，在真空-0. 095MPa以下，以50~150转/分钟搅拌20~40分 钟，即得。
8. -种权利要求1所述的低粘度且高强度的透明有机硅组合物在电子元器件的灌封， LED照明灯具灯罩与灯头的粘接或小型家用电器的粘接固定和密封中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种低粘度且高强度的透明有机硅组合物，包括以下原料，按重量份计，端烷氧基聚二甲基硅氧烷60～90份，端甲基聚二甲基硅氧烷10～40份，端烷氧基甲基MQ硅树脂20～80份，所述的端烷氧基聚二甲基硅氧烷是端基具有2个或3个可水解基团的直链型聚合物，所述的端烷氧基甲基MQ硅树脂的结构式为其中，b＝0或1，R3和R4为1-4个碳原子的一价烃基，所述的t、m和p为正整数，其中(t+m)/q＝0.7～1.50，t/m＝0.04～0.20。本发明的有机硅组合物具有粘度低易流动、强度高、透明度好等优点，非常适用于电子元器件如线路板、智能水表的浅层灌封，LED照明灯具灯罩与灯头的粘接、小型家用电器如玻璃电热水壶壶体与底盘等的粘接固定和密封。
【IPC分类】C09J183-04, C08K5-10, C08K5-5419, C08L83-06, C08K5-5455, C08L83-04, C08K5-544, C09J183-06, C08K5-5425, C09K3-10, C08J3-24, C09J11-06
【公开号】CN104693805
【申请号】CN201410642562
【发明人】何业明, 史襄桥, 张银华
【申请人】广州市回天精细化工有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年11月13日