一种单组分高性能复合有机硅胶黏剂及其制备方法与流程

文档序号:15223515发布日期:2018-08-21 17:48阅读:672来源:国知局

本发明涉及加成型有机硅胶粘剂领域,具体涉及一种单组分高性能复合有机硅胶黏剂及其制备方法。



背景技术:

加成型硅橡胶是一种无毒无味、具有优良耐候性和电绝缘性的有机硅材料。与缩合型硅橡胶相比,加成型硅橡胶具有硫化过程不产生副产物,收缩率极小,能深层硫化的优点,容易制得高纯度、高透明性、阻燃功能的产品,是近年来发展较快的高档有机硅品种之一。目前,已越来越广泛地应用于电子电器、机械、汽车、建筑等行业。然而加成型硅橡胶由于分子本身呈非极性,在作为灌封涂覆、嵌件注射成型材料使用时,粘接性很差。

目前,提高硅橡胶与各种材料的粘接性的方法主要有三种:一是通过底涂剂对基材表面进行处理,该方法生产效率低,同时底涂剂多使用易燃溶剂,造成了运输危险以及环境污染;二是通过改变基胶分子结构增强粘接性,但此法由于实际生产过程比较复杂,成本相对较高;三是通过添加增粘剂来提高粘接性,这种方法操作方便易行,但易出现增粘剂易析出的现象。

热塑性弹性体如苯乙烯系热塑性弹性体为一类嵌段共聚物,与橡胶性能最为相似,具有优良的拉伸强度,表面摩擦系数大,低温性能好,电性能优良,加工性能好等特性。而热塑性弹性体本身没有粘接性能使其适用范围受到大量限制,因此在有机硅体系中引入热塑性弹性体利用有机硅体系形成良好的粘接性能,同时热塑性弹性体的存在提高整体的力学性能,从而制得综合性能优良的复合材料也是目前研究的课题。



技术实现要素:

为解决上述现有技术中存在的缺陷,本发明提供一种单组分高性能复合有机硅胶黏剂,本发明的单组分高性能复合有机硅胶黏剂具有较好的力学性能,固化后的产品有很好的挠曲性,可用于不同热膨胀率材料的粘接。

本发明的单组分高性能复合有机硅胶黏剂,其包括下述重量份的各成分:

所述的含可反应基团的有机聚硅氧烷为:两端乙烯基的聚二甲基硅氧烷或侧链上含有乙烯基的聚二甲基硅氧烷;

所述催化剂为铂-乙烯基硅氧烷配合物催化剂、醇改性氯铂酸催化剂或铂-炔烃基配合物催化剂中的一种;

所述抑制剂为炔醇类化合物、多乙烯基硅氧烷或酰胺化合物中的一种。

优选地,本发明的单组分高性能复合有机硅胶黏剂以单组分存在。

其中于,所述两端乙烯基的聚二甲基硅氧烷的粘度为500~2000cps、所述侧链上含有乙烯基的聚二甲基硅氧烷的粘度为5000~10000cps;两端乙烯基的聚二甲基硅氧烷或侧链上含有乙烯基的聚二甲基硅氧烷的乙烯基含量为0.5~1.5%。

其中,上述乙烯基含量是指乙烯基占乙烯基硅树脂的质量分数。

此外,所述的交联剂为含氢硅油,侧链氢占含氢硅油的质量分数为0.5~1.6%。

此外,所述交联剂的添加量优选15-50重量份。

此外,所述催化剂为铂-乙烯基硅氧烷配合物催化剂、醇改性氯铂酸催化剂或铂-炔烃基配合物催化剂中的一种。

其中,优选所述的铂-乙烯基硅氧烷配合物催化剂包括1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂催化剂;醇改性氯铂酸催化剂包括辛醇改性氯铂酸催化剂、乙醇改性铂催化剂;铂-炔烃基配合物催化剂包括双(炔基)双(三苯基磷)铂配合物催化剂、双(炔基)(环二烯烃基)铂配合物催化剂。

此外,所述抑制剂为炔醇类化合物、多乙烯基硅氧烷或酰胺化合物中的一种。所述抑制剂优选2-甲基-3-丁炔-2-醇、3-甲基-1-丁炔-3-醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇等;酰胺化合物包括n,n-二烯丙基甲酰胺、n,n-二烯丙基苯甲酰胺、n,n,n,n-四烯丙基领苯二甲酰胺。

此外,所述热塑性弹性体为sbs、sis、sebs或seps中的一种。

此外,热塑性弹性体的添加量优选5-20重量份。

此外,所述增粘树脂为萜烯树脂、松香、松香树脂、氢化松香酚、c5系石油树脂、c9系石油树脂、二环戍二烯系石油树脂、苯乙烯系树脂或烷基酚醛树脂中的一种或几种。

此外,所述溶剂为四氯乙烯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷或石油醚中的一种或几种。

本发明还提供一种如上所述单组分高性能复合有机硅胶黏剂的制备方法,其包括下述步骤:

(1)胶黏剂的制备在常温下进行,将含可反应基团的有机硅氧烷和交联剂加入行星搅拌机中,抽真空搅拌15min;

(2)加入抑制剂,继续抽真空搅拌15min;

(3)将有机弹性体、增粘树脂加入溶剂中充分溶解后加入行星搅拌机并继续抽真空搅拌20min;

(4)加入催化剂,抽真空搅拌10min后出料。

本发明的单组分高性能复合有机硅胶黏剂具有较好的力学性能,固化后的产品有很好的挠曲性,可用于不同热膨胀率材料的粘接。在有机硅体系中引入热塑性弹性体,既利用含可反应基团的有机聚硅氧烷形成交联网状结构达到良好的粘接性能,同时热塑性弹性体为线性大分子链其分子链自由穿插在有机硅交联结构中形成互穿网络结构提高整体的力学性能,从而制得综合性能优良的复合材料。

具体实施方式

下面结合实施例详细介绍本发明技术方案,但本发明并不限定于这些实施例。

实施例1

(1)将100kg含可反应基团的有机硅氧烷(粘度为500cps的两端乙烯基的聚二甲基硅氧烷(乙烯基含量为0.5%)和粘度为5000cps的侧链上含有乙烯基的聚二甲基硅氧烷(乙烯基含量为0.5%)按质量比1:1混合配制)和15kg含氢硅油(侧链氢占含氢硅油的质量分数,即含氢量0.8%)加入行星搅拌机中,抽真空搅拌15min;

(2)加入0.02kg抑制剂2-甲基-3-丁炔-2-醇,继续抽真空搅拌15min;

(3)将5kgsebs、0.5kg萜烯树脂加入50kg质量比10:1的四氯乙烯和二甲苯的混合物中充分溶解后加入行星搅拌机并继续抽真空搅拌20min;

(4)加入0.3kg1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂催化剂,抽真空搅拌10min后出料。

实施例2

步骤(3)中的热塑性弹性体sebs的添加量为20kg,其他与实施例1相同。

实施例3

(1)将100kg含可反应基团的有机硅氧烷(粘度为2000cps的两端乙烯基的聚二甲基硅氧烷(乙烯基含量为1.5%)和粘度为10000cps的侧链上含有乙烯基的聚二甲基硅氧烷(乙烯基含量为1.5%)按质量比1:1混合配制)和50kg含氢硅油(侧链氢占含氢硅油的质量分数,即含氢量0.5%)加入行星搅拌机中,抽真空搅拌15min;

(2)加入0.05kg抑制剂3-甲基-1-丁炔-3-醇,继续抽真空搅拌15min;

(3)将5kgsbs、0.5kg氢化松香酚加入30kg质量比10:1的四氯乙烯和二甲苯的混合物中充分溶解后加入行星搅拌机并继续抽真空搅拌20min;

(4)加入0.8kg1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂催化剂,抽真空搅拌10min后出料。

实施例4

(1)将100kg含可反应基团的有机硅氧烷(粘度为1000cps的两端乙烯基的聚二甲基硅氧烷和粘度为5000cps的侧链上含有乙烯基的聚二甲基硅氧烷按质量比1:1混合配制)和15kg含氢硅油(侧链氢占含氢硅油的质量分数,即含氢量1.6%)加入行星搅拌机中,抽真空搅拌15min;

(2)加入0.01kg抑制剂2-甲基-3-丁炔-2-醇,继续抽真空搅拌15min;

(3)将5kgsebs、0.5kg萜烯树脂加入50kg质量比10:1的四氯乙烯和二甲苯的混合物中充分溶解后加入行星搅拌机并继续抽真空搅拌20min;

(4)加入0.5kg1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂催化剂,抽真空搅拌10min后出料。

比较例1

其他与实施例1相同,步骤(3)中不添加热塑性弹性体sebs。

比较例2

其他与实施例1相同,不添加步骤(3)中的材料。

对本发明实施例1-4的涂层材料进行性能测试。

根据gb/t1232.1-2000使用brookfielddv-s数显粘度计测试粘度。

将上述制备好的有机硅胶黏剂填入成型模具中,在100℃烘箱中放置30min得到厚度为2mm的样片,用shorea型硬度计样片硬度和力学性能。

根据gb/t13936-1992测试硫化橡胶与金属粘接的拉伸剪切强度。

测试结果如下述表1所示。

表1

由上表可知,实施例1及实施例2在加入sebs后硅橡胶的力学性能得到了提升,随着sebs添加量的提高,断裂伸长率由110%提高至160%,拉伸强度也由1.9mpa增加到4.5mpa。实施例3中使用含氢量0.5%的含氢硅油作为交联剂,使用sbs改善体系的力学性能,其拉伸强度达到3.4mpa,断裂伸长率156%,氢化松香酚作为增粘树脂提高体系的粘接力,拉伸剪切强度达到2.6mpa,性能优异。实施例4中使用含氢量0.5%的含氢硅油作为交联剂完全固化后其拉伸强度达到2.4mpa,断裂伸长率120%,拉伸剪切强度达到2.1mpa。由此可说明,使用该方法制备的复合有机硅胶黏剂均能达到较好的力学性能、粘接性能。

由比较例1及比较例2可知,体系中不添加热塑性弹性体sebs时单独的有机硅体系力学性能相对较差,拉伸强度为0.8mpa,断裂伸长率为90%。而体系中不添加增粘树脂时,有机硅胶黏剂对金属表面的粘接性较差,拉伸剪切强度仅为0.5mpa。因此本发明作为胶黏剂具有优异的粘接和力学性能可用于不同材料的粘接。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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