一种双组分端硅烷基聚醚改性密封胶及其制备方法与流程

文档序号:19740928发布日期:2020-01-18 05:12阅读:643来源:国知局

本发明涉及密封胶领域,尤其涉及一种双组分端硅烷基聚醚改性密封胶及其制备方法。



背景技术:

目前建筑及工业市场所用到的密封胶以硅酮和聚氨酯为主。硅酮密封胶耐老化性能优异,但其抗污染性差,对基材的粘接强度较低;聚氨酯密封胶虽然强度很高,但含有游离的异氰酸酯,固化时易形成气泡,耐老化性能差,而且经常需要配合底涂使用。端硅烷基聚醚改性密封胶最先是由日本kaneka公司开发出来,综合了硅酮和聚氨酯密封胶的性能,具备对基材的广泛粘接性、环境友好型、高抗形变位移能力、低污染性等优点,受到了市场广泛关注。

电梯加强筋的粘接固定经历了从双面胶带到双组分丙烯酸酯结构胶,再发展到端硅烷基聚醚密封胶的转变,其中,双面胶带成本较高,使用过程中易出现水汽渗入导致粘接面破坏;双组分丙烯酸酯结构胶粘接强度较高,定位速度快,但刚性较大,本体较脆,抗震动能力较差;端硅烷基聚醚改性密封胶对加强筋的粘接强度较高,具备一定的弹性,还能起到隔音降噪的作用。目前使用较为普遍的端硅烷基聚醚改性密封胶为单组份端硅烷基密封胶,该密封胶由于固化方式为湿气固化,表面固化层阻碍水汽渗透到内部,导致深层固化较缓慢,达到最终强度需7d或更久,为此,cn105219337b公开的双组份硅烷改性聚醚密封材料及其制备方法,将催化剂与聚合物分别放在a和b两种组分中,常温搅拌混合,由于组分中水分的存在,使得混合后内外部同时固化,固化速度得到明显提高;但是该法得到的密封胶的储存稳定性较差,同时对基材的剪切强度依然较弱。

因此,开发高性能的端硅烷基聚醚改性密封胶具有重要意义。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明所要解决的技术问题在于提供一种双组分端硅烷基聚醚改性密封胶及其制备方法,本发明提供的双组份端硅烷基密封胶不仅表面消粘快,深层固化高,而且对金属基材的粘结强度高。

本发明提供了一种双组分端硅烷基聚醚改性密封胶,由a组分和b组分组成;

其中,所述a组分,以重量份数计,包括:

所述b组分,以重量份数计,包括:

优选的,所述端硅烷基聚醚改性聚合物为型号为s303h的端硅烷基聚醚改性聚合物、型号为sax400的端硅烷基聚醚改性聚合物和型号为sat720的端硅烷基聚醚改性聚合物中的一种或几种。

优选的,所述增塑剂a为didp或ppg2000。

优选的,所述填料a包括40~50重量份的轻质碳酸钙和3~10重量份的重质碳酸钙。

优选的,所述辅料a包括2~4重量份的补强填料、1~3份的着色填料和1~3份的紫外吸光剂。

优选的,所述填料b包括30~40重量份的轻质碳酸钙和5~15重量份的重质碳酸钙。

优选的,所述增塑剂b为ppg2000、didp或dinp。

优选的,所述粘结促进剂为氨基硅烷偶联剂和kh560的混合粘结剂。

优选的,所述a组分的水份含量为1000~2000ppm。

本发明还提供了一种双组份端硅烷基聚醚改性密封胶的制备方法,包括:

将30~50重量份端硅烷基聚醚改性聚合物、15~25重量份增塑剂a、40~50重量份填料a、4~10重量份辅料a混合搅拌,得到组分a;

将40~60重量份填料b,10~25重量份增塑剂b,0.5~2重量份稳定剂,添加到行星搅拌釜中,维持在真空度大于0.09mpa、温度100-110℃条件下脱水2h,随后降温至40℃以下,继续依次加入5~15重量份端硅烷基聚氨酯树脂,5~15重量份除水剂,10~20重量份粘接促进剂和3~15重量份催化剂混合搅拌,得到组分b。

与现有技术相比,本发明提供了一种双组分端硅烷基聚醚改性密封胶,由a组分和b组分组成;其中,通过选择所述a组分包括30~50重量份端硅烷基聚醚改性聚合物,15~25重量份增塑剂a,40~50重量份填料a,4~10重量份辅料a;所述b组分包括40~60重量份填料b,10~25重量份增塑剂b,0.5~2重量份稳定剂,5~15重量份端硅烷基聚氨酯树脂,5~15重量份除水剂,10~20重量份粘接促进剂,3~15重量份催化剂;使得得到的端硅烷基聚醚改性密封胶能够快速固化,且定位时间短,粘接强度高,尤其是对金属的粘结强度能大于2.0mpa,且该胶的储存时间可达12个月,保质期长。

具体实施方式

本发明提供了一种双组分端硅烷基聚醚改性密封胶,由a组分和b组分组成;

其中,所述a组分,以重量份数计,包括:

所述b组分,以重量份数计,包括:

按照本发明,所述a组分与b组分的质量比优选为1∶(0.8~1.2),更优选为1∶1。

按照本发明,所述端硅烷基聚醚改性聚合物优选为型号为s303h的端硅烷基聚醚改性聚合物、型号为sax400的端硅烷基聚醚改性聚合物和型号为sat720的端硅烷基聚醚改性聚合物中的一种或几种,更优选为型号为s303h的端硅烷基聚醚改性聚合物和型号为sat720的端硅烷基聚醚改性聚合物中的一种或两种,最优选为型号为s303h的端硅烷基聚醚改性聚合物和型号为sat720的端硅烷基聚醚改性聚合物;当所述端硅烷基聚醚改性聚合物为型号为s303h的端硅烷基聚醚改性聚合物和型号为sat720的端硅烷基聚醚改性聚合物的混合物时,所述型号为s303h的端硅烷基聚醚改性聚合物和所述型号为sat720的端硅烷基聚醚改性聚合物的重量比为25∶(10~20),更优选为25∶15;本发明中,在所述a组分中,所述端硅烷基聚醚改性聚合物的重量份数优选为30~50重量份,更优选为40~45重量份。

按照本发明,所述增塑剂a为didp或ppg2000,本发明中,在所述a组分中,所述增塑剂a的重量份数优选为20~22重量份。

按照本发明,所述填料a包括40~50重量份的轻质碳酸钙和3~10重量份的重质碳酸钙,更优选的包括45~48重量份的轻质碳酸钙和5~8重量份的重质碳酸钙;本发明中,在所述a组分中,所述填料a的重量份数优选为45~48重量份。

按照本发明,所述辅料a优选包括2~4重量份的补强填料、1~3份的着色填料和1~3份的紫外吸光剂,更优选包括2.5~3重量份的补强填料、2~2.5份的着色填料和1.5~2份的紫外吸光剂;其中,所述补强填料优选为亲水性气相白炭黑,所述着色填料优选为炭黑,所述紫外吸光剂优选为巴斯夫的329和巴斯夫326中的一种或两种,本发明中,在所述a组分中,所述辅料a的重量份数优选为6~8.5重量份。

按照本发明,所述a组分的水份含量优选为1000~2000ppm,更优选为1500~1800ppm。

按照本发明,所述填料b优选包括30~40重量份的轻质碳酸钙和5~15重量份的重质碳酸钙,更优选包括35~38重量份的轻质碳酸钙和10~12重量份的重质碳酸钙;本发明中,所述b组分中,所述填料b的重量份数优选为45~55重量份,更优选为50~52重量份。

按照本发明,所述增塑剂优选为ppg2000、didp或dinp;本发明中,所述b组分中,所述增塑剂b的重量份数优选为15~20重量份,更优选为16~18重量份。

按照本发明,所述稳定剂优选为巴斯夫1010或巴斯夫245;本发明中,所述b组分中,所述稳定剂的重量份数优选为1~1.5重量份,更优选为1.2~1.4重量份。

按照本发明,所述粘结促进剂优选为氨基硅烷偶联剂和kh560的混合粘结剂,所述氨基硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂a-1120;所述粘结促进剂中,所述氨基硅烷偶联剂优选为6~10重量份,更优选为8~9重量份,kh560优选为2~6重量份,更优选为3~4重量份;本发明中,所述b组分中,所述粘结促进剂的重量份数优选为12~18重量份,更优选为14~16重量份。

按照本发明,所述端硅烷基聚氨酯树脂在所述b组分中的重量份数优选为8~13重量份,更优选为10~12重量份。

按照本发明,所述除水剂优选为乙烯基三甲氧基硅烷171;本发明中,所述b组分中,所述除水剂的重量份数优选为8~12重量份。

按照本发明,所述催化剂优选为有机锡类催化剂,更优选为二月桂酸二丁基锡;本发明中,所述b组分中,所述催化剂的重量份数优选为5~8重量份。

按照本发明,所述b组分中,在将各个原料混合时,还需要先将填料b、增塑剂b和稳定剂混合脱水,再加入端硅烷基聚氨酯树脂、除水剂、粘接促进剂和催化剂混合,得到b组分。

本发明还提供了一种双组份端硅烷基聚醚改性密封胶的制备方法,包括:

将30~50重量份端硅烷基聚醚改性聚合物、15~25重量份增塑剂a、40~50重量份填料a、4~10重量份辅料a混合搅拌,得到组分a;

将40~60重量份填料b,10~25重量份增塑剂b,0.5~2重量份稳定剂,5~15重量份端硅烷基聚氨酯树脂,5~15重量份除水剂,10~20重量份粘接促进剂和3~15重量份催化剂混合搅拌,得到组分b。

按照本发明,本发明将30~50重量份端硅烷基聚醚改性聚合物、15~25重量份增塑剂a、40~50重量份填料a、4~10重量份辅料a混合搅拌,得到组分a;本发明对混合搅拌的方法没有特殊要求,本领域公知的混合方法均可,如将各个原料置入双行星搅拌釜中,在真空度大于0.09mpa、搅拌速度大于25rpm/min的条件下搅拌1~2小时,得到a组分。

按照本发明,本发明还将40~60重量份填料b,10~25重量份增塑剂b,0.5~2重量份稳定剂,5~15重量份端硅烷基聚氨酯树脂,5~15重量份除水剂,10~20重量份粘接促进剂和3~15重量份催化剂混合搅拌,得到组分b;本发明对b组分中各个原料的混合方式也没有特殊要求,本领域公知的混合方式均可,优选的,在将各个原料混合时,还需要先将填料b、增塑剂b和稳定剂混合脱水,再加入端硅烷基聚氨酯树脂、除水剂、粘接促进剂和催化剂混合,得到b组分;其中,本发明对将填料b、增塑剂b和稳定剂混合脱水的方法并没有特殊要求,优选为将各个原料加入到双行星搅拌釜中,在真空度大于0.09mpa,温度100~110℃之间,搅拌速度大于25rpm/min条件下脱水2h,通冷却水降温,降温至40℃以下,再加入端硅烷基聚氨酯树脂、除水剂和粘接促进剂混合搅拌20~40min,最后加入催化剂,搅拌,得到b组分。

本发明提供了一种双组分端硅烷基聚醚改性密封胶,由a组分和b组分组成;其中,通过选择所述a组分包括30~50重量份端硅烷基聚醚改性聚合物,15~25重量份增塑剂a,40~50重量份填料a,4~10重量份辅料a;所述b组分包括40~60重量份填料b,10~25重量份增塑剂b,0.5~2重量份稳定剂,5~15重量份端硅烷基聚氨酯树脂,5~15重量份除水剂,10~20重量份粘接促进剂,3~15重量份催化剂;使得得到的端硅烷基聚醚改性密封胶能够快速固化,且定位时间短,粘接强度高,尤其是对金属的粘结强度能大于2.0mpa,且该胶的储存时间可达12个月,保质期长。

下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1

a组份:将40份端硅烷基聚醚改性聚合物1(钟渊化学的s303h25份、sat72015份),20份增塑剂didp,45份的填料a(0.6μm粒径的轻质碳酸钙40份、重质碳酸钙5份),2.5份补强填料(亲水性气相白炭黑),2份着色填料(炭黑),1.5份紫外光吸收剂(巴斯夫的329)添加到双行星搅拌釜中,在真空度大于0.09mpa、搅拌速度大于25rpm/min的条件下搅拌1h,控制水份含量在1000~2000ppm范围内,出料装300mla管,制得a组份。

b组份:将50份填料b(0.6μm轻质碳酸钙40份、重质碳酸钙10份),15份增塑剂didp,1份热稳定剂(巴斯夫1010)添加到双行星搅拌釜中,在真空度大于0.09mpa,温度100-110℃之间,搅拌速度大于25rpm/min条件下脱水2h,通冷却水降温,降温至40℃以下依次加入10份聚合物2(端硅烷基聚氨酯树脂)、8份除水剂(乙烯基三甲氧基硅烷171)、12份粘接促进剂(氨基硅烷偶联剂a-11208份、kh5604份),搅拌20min后,添加8份催化剂(有机锡类催化剂),维持同样的条件下继续搅拌10min,卸真空,出料装300mlb管,制得b组份。

对得到的双组分端硅烷基聚醚改性密封胶进行检测,结果如表1所示。

实施例2

a组份:将40份端硅烷基聚醚改性聚合物1(钟渊化学的sax40040份),20份增塑剂didp,45份的填料a(0.6μm粒径的轻质碳酸钙40份、重质碳酸钙5份),2.5份补强填料(亲水性气相白炭黑),2份着色填料(炭黑),1.5份紫外光吸收剂(巴斯夫的329)添加到双行星搅拌釜中,在真空度大于0.09mpa、搅拌速度大于25rpm/min的条件下搅拌1h,控制水份含量在1000~2000ppm范围内,出料装300mla管,制得a组份

b组份:将50份填料b(0.6μm轻质碳酸钙40份、重质碳酸钙10份),15份增塑剂didp,1份热稳定剂(巴斯夫1010)添加到双行星搅拌釜中,在真空度大于0.09mpa,温度100-110℃之间,搅拌速度大于25rpm/min条件下脱水2h,通冷却水降温,降温至40℃以下依次加入10份聚合物2(端硅烷基聚氨酯树脂)、8份除水剂(乙烯基三甲氧基硅烷171)、12份粘接促进剂(氨基硅烷偶联剂a-11208份、kh5604份),搅拌20min后,添加5份催化剂(有机锡类催化剂),维持同样的条件下继续搅拌10min,卸真空,出料装300mlb管,制得b组份。

对得到的双组分端硅烷基聚醚改性密封胶进行检测,结果如表1所示。

实施例3

a组份:将40份端硅烷基聚醚改性聚合物1(钟渊化学的s303h25份、sat72015份),20份增塑剂(ppg2000),45份的填料a(0.6μm粒径的轻质碳酸钙40份、重质碳酸钙5份),2.5份补强填料(亲水性气相白炭黑),2份着色填料(炭黑),1.5份紫外光吸收剂(巴斯夫的329)添加到双行星搅拌釜中,在真空度大于0.09mpa、搅拌速度大于25rpm/min的条件下搅拌1h,控制水份含量在2500~3000ppm范围内,出料装300mla管,制得a组份。

b组份:将50份填料b(0.6μm轻质碳酸钙40份、重质碳酸钙10份),15份增塑剂(ppg2000),1份热稳定剂(巴斯夫1010)添加到双行星搅拌釜中,在真空度大于0.09mpa,温度100-110℃之间,搅拌速度大于25rpm/min条件下脱水2h,通冷却水降温,降温至40℃以下依次加入10份聚合物2(端硅烷基聚氨酯树脂)、8份除水剂(乙烯基三甲氧基硅烷171)、12份粘接促进剂(氨基硅烷偶联剂a-11208份、kh5604份),搅拌20min后,添加5份催化剂(有机锡类催化剂),维持同样的条件下继续搅拌10min,卸真空,出料装300mlb管,制得b组份。

对得到的双组分端硅烷基聚醚改性密封胶进行检测,结果如表1所示。

实施例4

a组份:将40份端硅烷基聚醚改性聚合物1(钟渊化学的s303h25份、sat72015份),20份增塑剂(ppg2000),45份的填料a(0.6μm粒径的轻质碳酸钙40份、重质碳酸钙5份),2.5份补强填料(亲水性气相白炭黑),2份着色填料(炭黑),1.5份紫外光吸收剂(巴斯夫326等)添加到双行星搅拌釜中,在真空度大于0.09mpa、搅拌速度大于25rpm/min的条件下搅拌1h,控制水份含量在1000~2000ppm范围内,出料装300mla管,制得a组份。

b组份:将50份填料b(0.6μm轻质碳酸钙40份、重质碳酸钙10份),15份增塑剂(ppg2000),1份热稳定剂(巴斯夫1010)添加到双行星搅拌釜中,在真空度大于0.09mpa,温度100-110℃之间,搅拌速度大于25rpm/min条件下脱水2h,通冷却水降温,降温至40℃以下依次加入10份聚合物2(端硅烷基聚氨酯树脂)、8份除水剂(乙烯基三甲氧基硅烷171)、12份粘接促进剂(氨基硅烷偶联剂a-11208份、kh5604份),搅拌20min后,添加5份催化剂(有机锡类催化剂),维持同样的条件下继续搅拌10min,卸真空,出料装300mlb管,制得b组份。

对得到的双组分端硅烷基聚醚改性密封胶进行检测,结果如表1所示。

实施例5

a组份:将40份端硅烷基聚醚改性聚合物1(钟渊化学的s303h25份、sat72015份),20份增塑剂(didp),45份的填料a(0.6μm粒径的轻质碳酸钙40份、重质碳酸钙5份),2.5份补强填料(亲水性气相白炭黑),2份着色填料(炭黑),1.5份紫外光吸收剂(巴斯夫326)添加到双行星搅拌釜中,在真空度大于0.09mpa、搅拌速度大于25rpm/min的条件下搅拌1h,控制水份含量在1000~2000ppm范围内,出料装300mla管,制得a组份。

b组份:将50份填料b(0.6μm轻质碳酸钙40份、重质碳酸钙10份),15份增塑剂(didp),1份热稳定剂(巴斯夫1010)添加到双行星搅拌釜中,在真空度大于0.09mpa,温度100-110℃之间,搅拌速度大于25rpm/min条件下脱水2h,通冷却水降温,降温至40℃以下依次加入10份聚合物2(端硅烷基聚氨酯树脂)、8份除水剂(乙烯基三甲氧基硅烷171)、12份粘接促进剂(氨基硅烷偶联剂a-112012份),搅拌20min后,添加5份催化剂(有机锡类催化剂),维持同样的条件下继续搅拌10min,卸真空,出料装300mlb管,制得b组份。

对得到的双组分端硅烷基聚醚改性密封胶进行检测,结果如表1所示。

实施例6

a组分:将50份硅烷改性聚醚(日本kaneka公司的sax40030份、s303h20份),20份增塑剂(didp),10份补强填料(疏水性气相白炭黑),10份着色填料(炭黑),3份触变剂(包括氢化蓖麻油2份以及有机膨润土1份),1份光稳定剂(包括巴斯夫的3260.5份以及2450.5份)添加到双行星搅拌釜中搅拌10min;接着加入60份增量填料a(包括纳米活性碳酸钙50份以及重钙10份),在真空度大于0.09mpa条件下分散搅拌40min,卸掉真空,添加3份硅烷偶联剂(包括γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷2份以及异氰酸酯基丙基三甲氧基硅1份);维持同样的搅拌条件15min,控制水份含量在1000~2000ppm范围内,出料装300mla管,制得a组份。

b组分:将30份增塑剂(didp),40份增量填料b(纳米活性碳酸钙),添加到双行星搅拌釜中,在真空度大于0.09mpa条件下分散搅拌30min,卸掉真空,添加0.1份有机锡催化剂(二月桂酸二丁基锡,8份钛催化剂(钛酸异丁酯),在真空度大于0.09mpa条件下搅拌15min后,出料装300mlb管,制得b组份。

对得到的双组分端硅烷基聚醚改性密封胶进行检测,结果如表1所示。

表1

附:表干时间和6h固化深度按gb/t13477进行检测;拉伸强度和断裂伸长率按gb/t528进行检测;剪切强度按gb/t7124-2008进行检测,测试基材为不锈钢、铝板、碳钢等金属基材等;储存期按照gb/t7123.2-2002进行测试。

从表1中可以看出,提高有机锡催化剂的用量,表干时间缩短,剪切强度、拉伸强度、断裂伸长率均降低。增加a组分的水分含量,深层固化加快,但是对不锈钢界面的剪切强度降低,当粘接促进剂选用硅烷偶联剂kh560后能提高对金属基材的剪切强度;实施例6为现有专利技术,通过与实施例4对比可知,本发明在表干时间、固化速度、储存稳定性都显著提高,尤其是对金属材料的剪切强度提高较多,更加适应于工业领域。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

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