高稳定性混凝土硅酮接缝胶及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施方式涉及高分子材料领域，更具体地，本发明的实施方式涉及一种 高稳定性混凝土硅酮接缝胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 近些年来，全球资源和环境危机频频发生，使得人们越来越重视节约资源和保护 环境。在低碳经济开始成为世界主流的经济发展方式的背景下，我国再也不能以牺牲环境 来求得经济跨越式发展。作为高能耗、高污染产业之一，我国建筑业必须走可持续发展道 路，发展工业化建筑迫在眉睫。
[0003] 作为传统建筑和工业化建筑接缝产品，其对建筑寿命、建筑的质量和使用状况具 有决定性的作用。且材料必须具有能够承受高温、低温、日光、盐水、湿热、风压、震动等外部 自然环境情况。尤其是要避免填缝材料和建筑之间由于外界应力、温度变化产生冷热伸缩 的作用使接缝胶发生内聚破坏而开裂，与建筑剥离而导致接缝胶失效和建筑渗漏现象的出 现。作为工业化建筑混凝土板接缝材料，应该具备较高的断裂伸长率、较低的拉伸模量、低 污染性、与水泥之间良好的粘接性，优异的耐候耐老化性能。
[0004] 硅酮接缝胶作为防水接缝的主流产品，其本身的结构优势带来了相较于其他防水 接缝产品更佳的耐候耐久性、良好的力学性能，加上固化过程属于中性固化，因此受到了市 场的欢迎，在越来越多的建筑工程中获得应用。
[0005] 但是现有的硅酮接缝胶存在相当的缺陷：1、为了降低成本或者是增加施工性能， 往往在接缝胶里面加入较多量的增塑剂（如白油、低粘度甲基硅油等），导致接缝胶的综合 性能达不到使用要求。2、硅酮类密封胶中含有的"油"，易游离到由于静电原因而粘附在胶 体表面的灰尘上，并且随着降雨刮风灰尘会扩散到粘结表面的四周。由于混凝土是多孔材 料，极易受污染，导致混凝土板缝的周边会出现带状的污染，影响美观。3、高伸长、低模量 的接缝胶在使用后期随着时间延长，模量增加、塑性降低、断裂伸长率下降。这是由于随着 时间推移，接缝胶体系内的交联反应日渐完善导致交联密度增加，从而使接缝胶在服役过 程中失去所应具备的高伸长低模量的特性。若能解决这些问题，大力发展符合工业化建筑 使用的硅酮接缝胶势必会带来很大的社会效益和经济利益，且能快速推动建筑工业化的发 展。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是针对工业化建筑伸缩缝对材料的要求，同时针对市场目前产品缺 陷而设计发明的脱酮肟型硅酮接缝胶。
[0007] 为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：
[0008] -种高稳定性混凝土硅酮接缝胶，由以下按质量份计的组分制成：
[0009] :〇bco-二羟基聚二甲基桂氧焼 1.00份， 填料 5Q~150份， 触变剂 0.5~10份， 扩链剂 0.5~10份， 固化剂 5~15份， 增粘剂 0.1~5份， 催化剂 0.01~3份，_ 液体丁腈橡胶 1~10份。
[0010] 进一步的技术方案是：所述液体丁腈橡胶的数均分子量小于10000,其丁二烯和 丙烯腈呈无规则共聚结构，且其丙烯腈含量为15%~35%。优选日本瑞翁公司生产的液态 丁腈橡胶1312、DN601，以及日本JSR公司生产的液态丁腈橡胶N280。
[0011] 更进一步的技术方案是：所述填料为纳米碳酸钙、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、脂肪 酸处理的活性碳酸钙、硅微粉、炭黑中的至少一种。
[0012] 更进一步的技术方案是：所述触变剂为粒径7~40nm、比表面积100~400m2/g的 气相白炭黑。
[0013] 更进一步的技术方案是：所述扩链剂为具有式I结构的有机硅扩链剂：
[0014] 式I，其中， 9
[0015]札为含1-6个碳原子的烷基；
[0016] R2选自含1-6个碳原子的烷基、-N=CR6 (R7)、-NRS (R9)中的一种；
[0017] R3选自含1-6个碳原子的烷基、-N=CR6 (R7)、-NRS (R9)中的一种；R2、R3相同或不 同；
[0018] R4选自氢、烷基、芳基、含甲酸酯基的基团、含酰胺基的基团或杂环烷基中的一种；
[0019]R5选自氢、烷基、芳基、含甲酸酯基的基团、含酰胺基的基团或杂环烷基中的一种； R4、R5相同或不同；
[0020] R6、R7、馬或R9为烷基或环状烷基。
[0021] 对该扩链剂结构的进一步说明如下：
[0022] 所述的&为含1-6个碳原子的直链烷基、含1-6个碳原子的带支链烷基、含1-6个 碳原子的环状烷烃、含1-6个碳原子的芳香烷基或含1-6个碳原子的烷烃芳基中的一种。
[0023] 所述的R4SR5为含甲酸酯基的基团，该基团具有式II的结构
式II，
其中，R1(]为含1~18个碳原子的烷基。进一步的，所述的1。选自甲基、乙基、正丙基、正丁 基、异丙基、异丁基、苄基、十二烷基、十八烷基中的一种。
[0024] 或者所述的&或1?5为含酰胺基的基团，该基团具有式III的结构 式 -r III，其中，Rn或R12选自氢、含1~18个碳原子的烷基、含6~18个碳原子的芳基、苄基中 的一种。
[0025] 或者所述的&或R5为杂环烷基，该杂环烷基具有式IV的结构
式IV，其 中，R13为含1~12个碳原子的烷基，所述的烷基为直链烷基、带支链烷基、环状烷烃中的一 种。进一步的，所述的R13为含1~12个碳原子的烷基，烷基链段中含有N、0、S或羰基、羟 基中的一种或多种。
[0026] 或者所述的&或R5选自吡咯、咪唑、噁唑、哌啶、吗啉、噁嗪中的一种。
[0027] 或者所述的心或1?5选自氢、甲基、乙基、正丙基、正丁基、异丙基、异丁基、苯基、苄 基中的一种。
[0028] 更进一步的技术方案是：所述固化剂为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、四丁酮肟基硅烷中的至少一种。
[0029] 更进一步的技术方案是：所述增粘剂为环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨 丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷和氨丙基三乙氧基硅烷其中的至少一 种。
[0030] 更进一步的技术方案是：所述催化剂为有机锌、有机铋和有机锡中的至少一种。
[0031] 本发明还提供了上述高稳定性混凝土硅酮接缝胶的制备方法，它包括以下步骤：
[0032]a、将a，《_二羟基聚二甲基硅氧烷、触变剂和填料按比例加入捏合机，常温常压 搅拌30分钟后，升温至100°C，开始抽真空搅拌60分钟进行高温脱水，抽真空搅拌时，温度 保持在100°C~140°C之间，真空度保持在-0. 06MPa~-0. 09MPa之间，然后冷却至室温制 得基料；
[0033]b、室温下将所述基料加入高速分散机内，接着按比例依次加入扩链剂、固化剂、增 粘剂、催化剂和液体丁腈橡胶，在真空度为_〇. 〇6MPa~-0. 09MPa的真空状态下搅拌均匀， 反应50~120分钟，制得高稳定性混凝土娃酮接缝胶。
[0034] 进一步的技术方案是：步骤a抽真空搅拌的温度为120~130 °C，真空度 为-0. 07MPa~-0. 08MPa;步骤b的真空度为-0. 08MPa~-0. 09MPa，反应时间为60~100 分钟。
[0035] 下面对本发明的技术方案进行进一步的说明。
[0036] 本发明通过独特的液体丁腈橡胶改性，以及选取多种适宜的高活性化合物助剂， 使硅酮接缝胶的性能及稳定性获得了显著提升。液体丁腈橡胶是数均分子量在10000以 内，丙烯腈和丁二烯的共聚物。由于分子量低，因此在常温下呈液态。液体丁腈橡胶是高性 能的特种高分子增塑剂，在添加量很小的情况下就能使树脂获得极其优异的塑化性能，在 各种恶劣的气候条件下不会发生迀移现象，不会污染被粘接的基材，解决了在使用一般增 塑剂（如低黏度甲基硅油、白油等）时，增塑剂在接缝胶固化过程中或者固化后迀移到被粘 基材表面，污染基材导致粘接破坏，接缝胶失效等一系列问题；液体丁腈橡胶还能使本发明 的硅酮接缝胶保持永久的增塑性能，在使用过程中一直保持低模量高伸长的性能，解决了 一般接缝胶使用后期老化变硬、断裂伸长率下降的问题。而且，由于具有极性的氰基（-CN) 和非极性的丁二烯链段，通过调整氰基含量可以使其获得与各种树脂的良好相容性，提高 粘接能力。本发明通过液态丁腈橡胶、扩链剂、偶联剂等多种高活性化合物的适宜配比，制 备出拉伸模量小于0. 4MPa、断裂伸长率高于900%的硅酮接缝胶，且制备方法简单。此种硅 酮接缝胶具有高断裂伸长率、低模量、环保无污染、耐各种恶劣环境的优异的粘接性、使用 后期性能保持率高、固化速度快，具有良好的施工性能以及耐候耐老化性。本发明的硅酮接 缝胶不但适用于一般混凝土建筑和公路桥梁的防水接缝，尤其适用于工业化建筑的接缝防 水。
[0037] 对于上述扩链剂，根据本发明的具体实施例，所述的&为含1-6个碳原子的直链 烷基、含1-6个碳原子的带支链烷基、含1-6个碳原子