一种对基材不粘接型硅橡胶密封剂及其制备方法与流程

文档序号:12406476阅读:288来源:国知局
本发明属于密封剂
技术领域
,具体涉及一种对基材不粘接型硅橡胶密封剂及其制备方法。
背景技术
:汽车发动机在使用过程中,各零部件的结合部位常会发生三漏(漏油、漏水、漏气)现象,不仅浪费油料、污染环境,而且给维修保养带来困难,并产生经济损失。传统解决发动机三漏问题的办法主要是采用预成型垫片密封,预成型垫片密封主要指采用特定的材料按照图纸的尺寸要求加工成零部件,在安装到发动机上,主要有非金属橡胶密封垫片、石棉橡胶垫片、金属垫片、软木板垫片等。但是这种垫片由于精度不高,对细小的间隙、孔洞等难以起到密封作用,同时还易变形,形状复杂的加工也困难,材料浪费严重。目前这种预成型垫片已经越来越多的被就地成型垫片密封取代,就地成型垫片密封主要是采用密封剂密封,将密封剂涂抹到需要密封的部位,密封剂固化后形成弹性体起到密封作用。目前使用最多的密封剂是硅橡胶密封剂,这主要是因为硅橡胶密封剂具有良好的耐候性、耐高低温性(-60℃-260℃)、电绝缘性等。但硅橡胶本身的耐油性较差,硅橡胶密封剂在使用时必须通过添加各种耐油填料来提高硅橡胶密封剂的耐油性。许多专利都对硅橡胶密封剂的耐油性进行过研究。如日本,特开平8-269435.1996和日本,特开平9-118826.1997主要采用碳酸钙作为填料来提高硅橡胶的耐油性。US6413354采用白炭黑、纳米碳酸钙和重钙为填料,得到一种耐油的硅橡胶密封剂。US4847356、WO0027910等也都通过添加各种填料得到了耐油的硅橡胶密封剂。但是这些密封剂对金属都有很好的粘结性,虽然起到了良好的密封、耐油效果,但是拆卸困难,不能像预成型垫片那样随意的拆卸更换。技术实现要素:有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种对基材不粘接型硅橡胶密封剂及其制备方法,本发明提供的硅橡胶密封剂固化后对基材不粘结、易剥离,并且具有良好的耐油性和力学强度。本发明提供了一种对基材不粘接型硅橡胶密封剂,由包括以下重量份的原料制备而成:优选的,所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的运动粘度为1000~80000mm2/s。优选的,所述硅微粉的目数不低于150目;所述氧化铈的目数不低于150目;所述三氧化二铁目数不低于150目;所述二氧化钛为气相法纳米级二氧化钛;所述炭黑的目数不低于150目。优选的,所述白炭黑为沉淀法白炭黑或气相法白炭黑。优选的,所述增稠剂选自聚酰胺类增稠剂。优选的,所述交联剂选自甲基三丙酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷和四丁酮肟基硅烷等中的一种或多种。优选的,所述催化剂选自有机锡催化剂。本发明还提供了一种上述对基材不粘接型硅橡胶密封剂的制备方法,包括以下步骤:A)将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、白炭黑、炭黑、硅微粉、三氧化二铁、二氧化钛、氧化铈和色浆进行混合加热搅拌后,进行真空脱水,再加入增稠剂进行混合搅拌;B)加入白油和交联剂,在真空条件下进行搅拌;C)加入催化剂,在真空条件下进行搅拌,得到对基材不粘接型硅橡胶密封剂。优选的,步骤A)中,所述加热搅拌的温度100~150℃,真空脱水的压力为-0.09~-0.1MPa,真空脱水的时间为2~4小时。优选的,步骤A)中,加入增稠剂进行混合搅拌的时间≥30min,搅拌结束后降温至≤70℃。与现有技术相比,本发明提供了一种对基材不粘接型硅橡胶密封剂,由包括以下重量份的原料制备而成:α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100重量份;白油5~40重量份;硅微粉50~150重量份;氧化铈0~30重量份;三氧化二铁0~50重量份;二氧化钛0~20重量份;白炭黑5~30重量份;增稠剂1~10重量份;炭黑0~10重量份;色浆0~10重量份;交联剂5~15重量份;催化剂0.01~0.5重量份。本发明提供的硅橡胶密封剂固化后对金属(如不锈钢、冷轧钢、铝、阳极氧化铝等)、各种塑料(PVC、ABS)等材料不粘接、易剥离并且具有良好的耐油性。这种密封剂可以用于各种车辆的装配和维修,可用于油底壳、齿轮箱、法兰盘、车桥等部位的密封,也可以广泛用于各种机械、化工、电子等设备的密封。具体实施方式本发明提供了一种对基材不粘接型硅橡胶密封剂,由包括以下重量份的原料制备而成:本发明提供的对基材不粘结型硅橡胶密封剂包括100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷,其中,所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的运动粘度优选为1000~80000mm2/s,本发明可以单独使用一种粘度的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧,也可以几种不同粘度的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧搭配使用。在本发明的一些具体实施例中,所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷选用运动粘度为1000mm2/s、1500mm2/s、20000mm2/s、80000mm2/s的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。本发明提供的硅橡胶密封剂还包括5~40重量份的白油,优选为10~30质量份,更优选为15~25质量份。在本发明中,所述白油主要起到增塑作用,同时可进一步降低密封剂与基材的粘接性。本发明提供的密封剂还包括50~150重量份的硅微粉,优选为70~110重量份,更优选为90~110重量份。所述硅微粉的目数不低于150目,优选为500~2000目。在本发明中,所述硅微粉主要起到增强作用,同时还起到提高密封剂耐油性的作用。本发明提供的密封剂还包括0~30重量份的氧化铈,优选为5~25质量份,更优选为10~20质量份。所述氧化铈的目数不低于150目,优选为500~1500目。在本发明中,所述氧化铈主要起到增强作用,同时还起到提高密封剂耐油性的作用,并且还是耐温剂,延长密封剂在高温下的使用寿命。本发明提供的密封剂还包括0~50重量份的三氧化二铁,优选为10~40质量份,更优选为20~30质量份。所述三氧化二铁目数不低于150目,优选为500~2000目。所述三氧化二铁主要起到增强作用,同时还起到提高密封剂耐油性的作用,并且还是耐温剂,延长密封剂在高温下的使用寿命。本发明提供的密封剂还包括0~20重量份的二氧化钛,优选为2~18重量份,更优选为5~15重量份。在本发明中,所述二氧化钛优选为气相法纳米级二氧化钛,所述二氧化钛主要起到增强作用,同时还起到提高密封剂耐油性的作用,并且还是耐温剂,延长密封剂在高温下的使用寿命,另外,还可以起到提高触变性的作用。本发明提供的密封剂还包括5~30重量份的白炭黑,优选为10~25质量份,更优选为15~20质量份。所述白炭黑优选为沉淀法白炭黑或气相法白炭黑。在本发明中,所述白炭黑主要起到增强作用,同时还起到提高密封剂耐油性的作用,并且还可以起到提高触变性的作用。本发明提供的密封剂还包括0~10重量份的炭黑,优选为2~8质量份,更优选为4~6质量份。所述炭黑的目数不低于150目,优选为500~2000目。在本发明中,所述炭黑主要起到增强作用,同时还起到提高密封剂耐油性的作用,并且还具有调色以及提高触变性的作用。本发明提供的密封剂还包括1~10重量份的增稠剂,优选为2~8质量份,更优选为4~6质量份。在本发明中,所述增稠剂优选为聚酰胺类增稠剂,更优选为聚酰胺改性蓖麻油增稠剂或聚酰胺蜡增稠剂。本发明提供的密封剂还包括0~10重量份的色浆,优选为2~8质量份,更优选为4~6质量份。所述色浆可为黑色浆、银色浆、蓝色浆、红色浆等,颜色可根据需要进行调节。本发明提供的密封剂还包括5~15重量份的交联剂,优选为7~12重量份,更优选为9~11重量份。所述交联剂选自甲基三丙酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷和四丁酮肟基硅烷等中的一种或多种。本发明提供的密封剂还包括0.01~0.5重量份催化剂,优选为0.05~0.4重量份,更优选为0.1~0.3质量份。所述催化剂优选为有机锡催化剂,更优选为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、二辛葵酸二甲基锡、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡、草酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、1,3-二月桂酰氧-1,1,3,3-四丁基二锡、马来酸二丁基锡和二酰氧庚烷二丁基锡中的一种或多种。本发明还提供了一种上述对基材不粘接型硅橡胶密封剂的制备方法,包括以下步骤:A)将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、白炭黑、炭黑、硅微粉、三氧化二铁、二氧化钛、氧化铈和色浆进行混合加热搅拌后,进行真空脱水,再加入增稠剂进行混合搅拌;B)加入白油和交联剂,在真空条件下进行搅拌;C)加入催化剂,在真空条件下进行搅拌,得到对基材不粘接型硅橡胶密封剂。本发明首先将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、白炭黑、炭黑、硅微粉、三氧化二铁、二氧化钛、氧化铈和色浆进行混合加热搅拌,其中,所述加热搅拌的温度优选为100~150℃,更优选为110~140℃。接着,对上述混合物进行真空脱水,所述真空脱水的压力优选为-0.09~-0.1MPa,所述真空脱水的时间优选为2~4小时。接着,再加入增稠剂进行混合搅拌;其中,所述混合搅拌的时间≥30min,优选为30~60min,搅拌结束后降温至≤70℃,优选为20~60℃。然后,加入白油和交联剂,在真空条件下进行搅拌;所述真空条件的真空度优选为-0.09~-0.1MPa。最后,加入催化剂,在真空条件下进行搅拌,得到对基材不粘接型硅橡胶密封剂。所述真空条件的真空度优选为-0.09~-0.1MPa。本发明提供了一种硅橡胶密封剂,这种密封剂不仅有良好的耐油性能,而且固化后对金属不粘接,容易剥离,特别适用于各种车辆和机械、化工、电子等设备的装配和维修。本申请的硅橡胶密封剂通过添加上述组分,并调节各种组分的含量,使其相互作用,最终使硅橡胶密封剂既有良好的耐油性能,又具有对基材不粘接性能。为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明提供的对基材不粘接型硅橡胶密封剂及其制备方法进行说明,本发明的保护范围不受以下实施例的限制。实施例1将运动粘度为1000mm2/s的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、硅微粉、气相法白炭黑、炭黑加入到行星机中搅拌,同时加热到100℃,在-0.096MPa下真空脱水4h,之后加入增稠剂搅拌30min,降温至60℃,加入白油和甲基三丁酮肟基硅烷,真空条件下搅拌均匀后加入二月桂酸二丁基锡,在真空条件下搅拌均匀出料。对得到的对基材不粘接型硅橡胶密封剂进行性能测定,结果见表2。表1本实施例硅橡胶密封剂组分含量数据表表2本实施例的硅橡胶密封剂性能数据表实施例2将运动粘度为20000mm2/s的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、硅微粉、沉淀法白炭黑、炭黑加入到行星机中搅拌,同时加热到110℃,在-0.096MPa下真空脱水2h,之后加入增稠剂搅拌30min,降温至55℃,加入白油和甲基三丙酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷,真空条件下搅拌均匀后加入二月桂酸二辛基锡,在真空条件下搅拌均匀出料。对得到的对基材不粘接型硅橡胶密封剂进行性能测定,结果见表4。表3本实施例硅橡胶密封剂组分含量数据表表4本实施例的硅橡胶密封剂性能数据表实施例3将运动粘度为80000mm2/s的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、硅微粉、气相法白炭黑、色浆等加入到行星机中搅拌,同时加热到115℃之间,在-0.098MPa下真空脱水3h,之后加入增稠剂搅拌45min,降温至55℃,加入白油和甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷,真空条件下搅拌均匀后加入二辛葵酸二甲基锡,在真空条件下搅拌均匀出料。对得到的对基材不粘接型硅橡胶密封剂进行性能测定,结果见表6。表5本实施例硅橡胶密封剂组分含量数据表组分用量/份数α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷1001500目硅微粉90白油40比表面积150m2/g气相法白炭黑30聚酰胺改性蓖麻油增稠剂1银色浆5甲基三丁酮肟基硅烷2乙烯基三丁酮肟基硅烷3二辛葵酸二甲基锡0.1表6本实施例的硅橡胶密封剂性能数据表实施例4将运动粘度为1500mm2/s和80000mm2/s的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷按照1:1的重量比、硅微粉、氧化铈、气相法白炭黑和蓝色浆等加入到行星机中搅拌,同时加热到110℃,在-0.098MPa下真空脱水3h,之后加入增稠剂搅拌60min,降温至50℃,加入白油和甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷和四丁酮肟基硅烷,真空条件下搅拌均匀后加入二醋酸二丁基锡,在真空条件下搅拌均匀出料。对得到的对基材不粘接型硅橡胶密封剂进行性能测定,结果见表8。表7本实施例硅橡胶密封剂组分含量数据表组分用量/份数α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷1001500目硅微粉80800目氧化铈20白油40比表面积300m2/g气相法白炭黑5蓝色浆5聚酰胺改性蓖麻油增稠剂10甲基三丁酮肟基硅烷8乙烯基三丁酮肟基硅烷2四丁酮肟基硅烷2二醋酸二丁基锡0.01表8本实施例的硅橡胶密封剂性能数据表实施例5将运动粘度为1500mm2/s和80000mm2/s的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷按照1:1的重量比、硅微粉、氧化铈、气相法白炭黑和银色浆加入到行星机中搅拌,同时加热到120℃之间,在-0.098MPa下真空脱水4h,之后加入增稠剂搅拌50min,降温至40℃,加入白油和甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷和四丁酮肟基硅烷,真空条件下搅拌均匀后加入二月桂酸二丁基锡,在真空条件下搅拌均匀出料。表9本实施例硅橡胶密封剂组分含量数据表组分用量/份数α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷1001000目硅微粉801000目氧化铈10白油15比表面积200m2/g气相法白炭黑20银色浆7聚酰胺改性蓖麻油增稠剂3甲基三丁酮肟基硅烷7乙烯基三丁酮肟基硅烷2四丁酮肟基硅烷1二月桂酸二丁基锡0.05表10本实施例的硅橡胶密封剂性能数据表实施例6将运动粘度为20000mm2/s和80000mm2/s的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷按照1:1的重量比、硅微粉、沉淀法白炭黑、炭黑加入到行星机中搅拌,同时加热到150℃,在-0.099MPa下真空脱水3h,之后加入增稠剂搅拌45min,降温至20℃,加入白油和甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷和苯基三丁酮肟基硅烷,真空条件下搅拌均匀后加入马来酸二丁基锡,在真空条件下搅拌均匀出料。对得到的对基材不粘接型硅橡胶密封剂进行性能测定,结果见表12。表11本实施例硅橡胶密封剂组分含量数据表组分用量/份数α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷1001500目硅微粉100白油20沉淀法白炭黑202000目炭黑5聚酰胺改性蓖麻油增稠剂2.5甲基三丁酮肟基硅烷6乙烯基三丁酮肟基硅烷1苯基三丁酮肟基硅烷1马来酸二丁基锡0.2表12本实施例的硅橡胶密封剂性能数据表实施例7将运动粘度为80000mm2/s的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、硅微粉、气相法白炭黑、气相法二氧化钛加入到行星机中搅拌,同时加热到130℃,在-0.09MPa下真空脱水2h,之后加入增稠剂搅拌30min,降温至30℃,加入白油和甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷,真空条件下搅拌均匀后加入二月桂酸二丁基锡,在真空条件下搅拌均匀出料。对得到的对基材不粘接型硅橡胶密封剂进行性能测定,结果见表14。表13本实施例硅橡胶密封剂组分含量数据表组分用量/份数α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100800目硅微粉80气相法二氧化钛5白油5比表面积380m2/g气相法白炭黑6500目炭黑2聚酰胺改性蓖麻油增稠剂2.5甲基三丁酮肟基硅烷8乙烯基三丁酮肟基硅烷2二月桂酸二丁基锡0.3表14本实施例的硅橡胶密封剂性能数据表实施例8将运动粘度为80000mm2/s的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、硅微粉、气相法白炭黑、气相法二氧化钛加入到行星机中搅拌,同时加热到110℃,在-0.092MPa下真空脱水2h,之后加入增稠剂搅拌45min,降温至40℃,加入白油和甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷,真空条件下搅拌均匀后加入二酰氧庚烷二丁基锡,在真空条件下搅拌均匀出料。对得到的对基材不粘接型硅橡胶密封剂进行性能测定,结果见表16。表15本实施例硅橡胶密封剂组分含量数据表组分用量/份数α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100800目硅微粉80气相法二氧化钛10白油5比表面积200m2/g气相法白炭黑5聚酰胺蜡增稠剂3甲基三丁酮肟基硅烷6乙烯基三丁酮肟基硅烷2四丁酮肟基硅烷2二酰氧庚烷二丁基锡0.05表16本实施例的硅橡胶密封剂性能数据表实施例9将运动粘度为20000mm2/s的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、硅微粉、气相法二氧化钛、气相法白炭黑加入到行星机中搅拌,同时加热到110℃之间,在-0.095MPa下真空脱水3h,之后加入增稠剂搅拌60min,降温至60℃,加入白油和甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷,真空条件下搅拌均匀后加入二月桂酸二丁基锡,在真空条件下搅拌均匀出料。对得到的对基材不粘接型硅橡胶密封剂进行性能测定,结果见表18。表17本实施例硅橡胶密封剂组分含量数据表组分用量/份数α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷1002000目硅微粉100气相法二氧化钛20比表面积200m2/g气相法白炭黑5白油10聚酰胺蜡增稠剂2红色浆10甲基三丁酮肟基硅烷5乙烯基三丁酮肟基硅烷1四丁酮肟基硅烷2二月桂酸二丁基锡0.1表18本实施例的硅橡胶密封剂性能数据表实施例10将运动粘度为20000mm2/s和80000mm2/s的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷按照1:1的重量比、硅微粉、三氧化二铁、沉淀法白炭黑等加入到行星机中搅拌,同时加热到120℃,在-0.09MPa下真空脱水4h,之后加入增稠剂搅拌30min,降温至55℃,加入白油和甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷,真空条件下搅拌均匀后加入二月桂酸二丁基锡,在真空条件下搅拌均匀出料。对得到的对基材不粘接型硅橡胶密封剂进行性能测定,结果见表20。表19本实施例硅橡胶密封剂组分含量数据表组分用量/份数α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100800目硅微粉902000目三氧化二铁30白油12比表面积200m2/g沉淀法白炭黑10聚酰胺改性蓖麻油增稠剂3甲基三丁酮肟基硅烷8乙烯基三丁酮肟基硅烷2二月桂酸二丁基锡0.2表20本实施例的硅橡胶密封剂性能数据表实施例11将运动粘度为20000mm2/s和80000mm2/s的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷按照1:1的重量比、硅微粉、三氧化二铁等加入到行星机中搅拌,同时加热到110℃之间,在-0.096MPa下真空脱水2h,之后加入增稠剂搅拌45min,降温至65℃,加入白油和甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷,真空条件下搅拌均匀后加入二月桂酸二丁基锡,在真空条件下搅拌均匀出料。对得到的对基材不粘接型硅橡胶密封剂进行性能测定,结果见表22。表21本实施例硅橡胶密封剂组分含量数据表组分用量/份数α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷1001000目硅微粉501000目三氧化二铁50白油15比表面积150m2/g气相法白炭黑15聚酰胺改性蓖麻油增稠剂3甲基三丁酮肟基硅烷6乙烯基三丁酮肟基硅烷2四丁酮肟基硅烷2二月桂酸二丁基锡0.1表22本实施例的硅橡胶密封剂性能数据表对比例:将运动粘度为20000mm2/s的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、350mm2/s的二甲基硅油、硅微粉、碳酸钙等加入到行星机中搅拌,同时加热到110℃,在-0.096MPa下真空脱水2h,降温至60℃,加入甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷和四丁酮肟基硅烷,真空条件下搅拌均匀后加入二月桂酸二丁基锡,在真空条件下搅拌均匀出料。对得到的密封剂进行性能测定,结果见表24。表23对比例硅橡胶密封剂组分含量数据表组分用量/份数α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷1001000目硅微粉40脂肪酸处理纳米碳酸钙110二甲基硅油35甲基三丁酮肟基硅烷6乙烯基三丁酮肟基硅烷2四丁酮肟基硅烷2二月桂酸二丁基锡0.1表24本实施例的硅橡胶密封剂性能数据表以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本
技术领域
的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3 
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