一种高弹性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高弹性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 弹性密封胶是汽车生产中重要的工艺材料之一，在汽车的结构增强、密封防锈、减 振降噪、内外装饰、简化制造工艺、减轻车身质量等方面起着重要作用。近年来，随着汽车行 业向环保节能、安全舒适、轻量化方向而发展的需求，新型高性能汽车密封胶的开发和应用 也必将愈来愈重要。单组分湿气固化硅烷封端聚环氧丙烷密封胶属于环保型改性硅烷密封 胶，在推广应用过程中发现它的综合性能比较全面，各种性能的平衡性优良，尤其具有良好 的环境友善性、低黏流性和低温作业性等性能。以硅烷封端聚环氧丙烷开发出的各种功能 性新品种密封胶，其应用领域由原先的建筑领域已扩大到设备制造业、电子电气、汽车制造 业和铁路运输业等领域。由于硅烷封端聚环氧丙烷密封胶的环保性、各方面综合性能的平 衡性及优良的工艺操作性能，很多汽车厂商均对该产品有着大量需求。
[0003] 粘接技术的应用也推动了粘接材料的发展。通用的聚氨酯弹性密封胶由于具有良 好的高弹性、低温柔韧性、耐磨性以及较高物理力学性能等优点，在建筑、汽车和船舶等领 域中得到较广泛的应用。但是，存在的不足之处主要是在高气温和高湿环境中容易在胶层 中发泡；对无孔基材(如玻璃、金属等)的构件进行粘接密封时一般需施用底胶；聚氨酯密封 胶中的端NC0基聚氨酯预聚体，其NC0基对湿气十分敏感，如处理不当容易影响体系的贮存 稳定性；一般通用性聚氨酯密封胶耐热性差等。上述聚氨酯密封胶的不足之处，使之在应 用上受到一定影响。而硅烷封端聚环氧丙烷密封胶固化后形成的网络结构具有聚醚链与 Si-0-Si键的双重特性，这两种不同链与键在结构上的结合正体现了新型改性密封胶在物 理力学性能、粘附性能、耐候耐老化性能和室温快固、贮存稳定等多方面性能间的良好的平 衡关系。硅烷封端聚环氧丙烷密封胶的固化交联是借助硅烷中的烷氧基在室温湿气作用下 进行水解、缩聚反应完成。在这过程中不放出C02,因此该密封胶体系即使在高温、高湿的 环境下也不会发泡。硅烷封端聚环氧丙烷分子中，由于所含的Si-C键具有疏水性，使硅烷 封端聚环氧丙烷密封胶比普通的聚氨酯密封胶体系对湿气具有更低的敏感性，导致密封胶 的贮存稳定性有较大的改进。由于固化交联结构中含有Si-0-Si键，使硅烷封端聚环氧丙 烷密封胶具有优良的耐候、耐水、耐化学介质、耐防冻液、耐燃油、耐机械传动油和耐热等特 性。硅烷封端聚环氧丙烷密封胶体系既无游离的异氰酸酯，又无带污染性的固化渗出物逸 出，不会污染被粘基材的表面和周边。此外它还具有优良的上漆性能。硅烷封端聚环氧丙 烷密封胶在不施用底胶的情况下，其粘接范围已从对常用建筑材料(如金属、玻璃、砖石等） 的粘接扩展到对PVC、ABS、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯等基材以及对各种漆面(包括聚丙烯酸型、 环氧性、聚氨酯型和瓷漆型漆面）的粘接，并取得了良好的粘接效果。
[0004] 相关专利CN100509955C"一种单组分硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法"、 CN102408870A"硅烷封端聚合物的密封胶及制备方法"、CN102206478B"一种环保型端硅烷 基聚醚密封胶及其制备方法"、CN102816549B"端硅烷基聚醚改性的聚氨酯胶黏剂及其制备 方法与应用"均未采用聚氧化丙烯二醇作为稀释剂。其中：CN102408870A、CN102816549B为 硅烷封端聚氨酯密封胶；CN100509955C介绍了一种快速固化、高耐候、强度高的改性硅烷 弹性密封胶及制备方法，以MS-polymer树脂为主要原材料，加入其它辅料在双轴行星搅拌 釜中真空分散均匀制得有触变性的单组分密封胶，所述密封胶的基础聚合物不涉及二乙氧 基甲硅烷基封端聚合物；CN102206478B所述密封胶的基础聚合物的封端硅烷为单烷氧基 二甲硅烷基封端。制备方法方面，上述提到的几个发明专利在加入脱水剂、粘附促进剂、催 化剂步骤时采用真空条件下混合，此方法中脱水剂、粘附促进剂等助剂易在混合过程造成 的高温及高真空度下挥发而影响产品质量，批量化生产时搅拌过程中胶料升温较快，影响 尤为严重，因而本发明专利采用氮气保护气氛下混合上述助剂，可避免质量异常问题。名称 为"一种单组分湿固化硅氧烷改性聚氨酯密封胶及其制备方法"的专利CN1718663A介绍 了一种单组分湿固化硅氧烷改性聚氨酯密封胶的制备方法，用于建筑行业。以上改性硅烷 密封胶的技术方案中，密封胶的弹性一般，无法满足车辆、电梯等行业对构件、接缝等部位 密封、抗振等高要求应用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种高弹性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶及其制备方法。
[0006] 本发明所采取的技术方案是： 一种高弹性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶，其是由以下质量份的原料制成：1〇〇份的硅 烷封端聚环氧丙烷聚合物、20~60份的稀释剂、60~140份的碳酸钙、10~40份的炭黑、 2~8份的触变剂、1~2份的光稳定剂、1~2份的抗氧剂、1~4份的脱水剂、2~5份的 粘附促进剂、1~3份的催化剂。
[0007] 所述的硅烷封端聚环氧丙烷聚合物为二甲氧基甲硅烷基封端聚环氧丙烷和二乙 氧基甲硅烷基封端聚环氧丙烷中的至少一种。
[0008] 在一个大气压，温度为25 °C下，所述的硅烷封端聚环氧丙烷聚合物的粘度 6-24Pa*s〇
[0009] 所述的稀释剂为聚氧化丙烯二醇。
[0010] 所述的碳酸钙为轻质碳酸钙与重质碳酸钙质量比1:1的复配物。
[0011] 所述的触变剂为聚酰胺、气相二氧化硅、蓖麻油、有机膨润土中的至少一种。
[0012] 所述的光稳定剂为二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类、取代丙烯腈类、 受阻胺类光稳定剂中的至少一种。
[0013] 所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、复合抗氧 剂中的至少一种。
[0014] 所述的脱水剂为含乙烯基团的硅烷；所述的粘附促进剂为含有烷氧基团的硅烷。
[0015] -种高弹性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶的制备方法，包括以下步骤： (1) 将硅烷封端聚环氧丙烷聚合物、稀释剂、碳酸钙、炭黑、触变剂、光稳定剂、抗氧剂于 80~120°C、0. 085~0. 095MPa真空度下混合均匀，并维持以上混合条件2~6小时； (2) 将上步得到的混合料的温度降至50°C以下后，加入所述脱水剂、粘附促进剂、催化 剂，在气体保护气氛下，混合均匀； (3) 出料，按规格密封包装。
[0016] 本发明的有益效果是： 本发明的密封胶具有较好的性能，制备工艺简单且环保。
[0017] 具体来说： (1)稀释剂采用柔顺性优异的聚氧化丙烯二醇，配合硅烷封端聚环氧丙烷及填料体系， 密封胶固化后具备高弹性，力学性能主要表现为拉伸强度、拉断伸长率较高，整体性能优于 国内外同类产品。
[0018] (2)制备方法中脱水剂、粘附促进剂等助剂的加入采用惰性气体保护气氛下分散 均匀，避免了胶料混合过程产生高温并在高真空度下助剂挥发而影响产品质量的生产问 题。
[0019] (3)该密封胶产品充分发挥了改性硅烷密封胶的性能优势，粘接强度大、耐候性 好、免底涂剂、表干时间短、制备工艺简单、体系环保(脱醇固化，不含异氰酸酯)，而且产品 从生产至使用过程均无有害物质排放，符合环保要求。
【具体实施方式】
[0020] -种高弹性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶，其是由以下质量份的原料制成：100份 的硅烷封端聚环氧丙烷聚合物、20~60份的稀释剂、60~140份的碳酸钙、10~40份的 炭黑、2~8份的触变剂、1~2份的光稳定剂、1~2份的抗氧剂、1~4份的脱水剂、2~5 份的粘附促进剂、1~3份的催化剂。
[0021] 优选的，所述的硅烷封端聚环氧丙烷聚合物为二甲氧基甲硅烷基封端聚环氧丙烷 和二乙氧基甲硅烷基封端聚环氧丙烷中的至少一种； 进一步优选的，在一个大气压，温度为25°C下，所述的硅烷封端聚环氧丙烷聚合物的粘 度 6_24Pa*s。
[0022] 优选的，所述的稀释剂为聚氧化丙烯二醇。
[0023] 优选的，所述的触变剂为聚酰胺、气相二氧化硅、蓖麻油、有机膨润土中的至少一 种；进一步优选的，所述的触变剂为聚酰胺。
[0024] 优选的，所述的碳酸钙为轻质碳酸钙与重质碳酸钙质量比1:1的复配物。
[0025] 优选的，所述的光稳定剂为二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类、取代丙 烯腈类、受阻胺类光稳定剂中的至少一种；进一步优选的，为苯并三唑类光稳定剂，例如： 为UV-P、UV-326、UV-327、UV-5411 中的至少一种。
[0026] 优选的，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、 复合抗氧剂中的至少一种；进一步优选的，为受阻酚类抗氧剂；更进一步优选的，为抗氧剂 BHT、1222、1076、1135、54、730、BHA、SP、PCRBF、2246、甲叉 736、BBM、2246-S、736、4426-S、 300、A0-80、A0-60、1010、3114、3125、KY-1330、AC-400 ;再更进一步优选的，为抗氧剂BHT、 甲叉-4426-S中的至少一种。
[0027] 优选的，所述的脱水剂为含乙烯基团的硅烷； 进一步优选的，所述的含乙烯基团的硅烷为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅 烷、乙烯基三氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、乙烯基三甲基硅烷、乙烯基三（2-甲氧基乙氧 基）硅烷、三乙基乙烯基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、1，2, 2-三氟乙烯基三苯基硅烷、三 乙酰氧基乙烯基硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷、乙烯基三（三甲基硅氧烷基）硅烷、三叔 丁氧基乙烯基硅烷、甲基乙烯基^乙氧基硅烷、甲基乙烯基^甲氧基硅烷、乙烯基二异丙氧 基硅烷、三苯氧基乙烯基硅烷、乙烯基苄基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷盐酸盐、3-氯丙基二 甲基乙烯基硅烷、乙烯基三（二甲基硅氧烷基）硅烷、2-甲基-2-丙烯酸-2-羟基乙酯与 醋酸乙烯基酯和2-甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基）丙基酯的聚合物、二（二甲氨基） 甲基乙烯基硅烷、^苯基乙烯基乙氧基硅烷、^甲基乙烯基甲氧基硅烷、^甲基乙烯基氣娃 烷、甲基苯基乙烯基氯硅烷、甲基乙烯基双（N-甲基乙酰氨基）硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷 与乙烯的聚合物、羟基封端的二甲基-二苯基（硅氧烷与聚硅氧烷）、三[(1，1-二甲基乙 基）一氧]乙烯基硅烷、乙烯基二环己基氧化硅烷、二苯基乙烯基硅烷、一甲基（一甲氣基） 乙烯基硅烷、^甲基苯基乙烯基硅烷、^乙基甲基乙烯基硅烷、^甲基（^甲氣基）乙烯基 硅烷、（2-溴乙烯基）三甲基硅烷、2-(二甲基乙烯基硅）吡啶、乙烯基（氯甲基）二甲基硅 烷、三乙烯基甲基硅烷、1-(溴乙烯基）三甲基硅烷、（1-叔丁基乙烯基氧代