高强度聚硫防水结构胶及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于高分子密封材料技术领域，更具体地，本发明涉及一种高强度聚硫防 水结构胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 建筑施工与加固改造时，需要使用多种粘接材料，由于应用环境不同，对建筑防水 结构胶的性能要求越来越高。如水下或高潮湿条件固化的建筑结构胶、耐高温性能的耐温 胶、快固化锚固胶、高温耐持久胶、可在-10°C施工的低温施工胶、耐150°C的高温胶、用于接 长构件的特种胶、用无机材料制成的耐高温的高模量胶、用于灌注的水乳型低粘度胶和非 水乳型低粘度灌注胶等。聚硫结构胶使用范围广，是一种非常优良的粘结材料，其具备粘结 效果非常可靠以及使用方便的优点，但也存在耐热性、耐久性以及阻燃性有待提高的问题。
[0003] 因此，非常需要通过配方以及生产工艺的改进，以获得同时具备高粘结强度、高耐 热性、高耐久性以及高阻燃性能的聚硫防水结构胶。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种高强度聚硫防水结构胶，包括A组 分胶和B组分胶，A组分胶和B组分胶的重量比为A: B = 20:1~5:1，其中：
[0005] A组分胶包括：100重量份的液体聚硫橡胶、10~30重量份的E-51型双酚A环氧树 月旨、10~30重量份的邻苯二甲酸丁苄酯、20~30重量份的填料、5~15重量份的硫磺以及1~ 5重量份的偶联剂；
[0006] B组分胶包括：100重量份的二氧化锰、2~10重量份的硫化促进剂、10~40重量份 的炭黑、30~50重量份的氨基封端聚吡咙预聚物、2~10重量份的硅烷改性超支化聚苯并咪 唑以及2~10重量份的2,2'_双(4-羧基苯氧基)联苯胺；
[0007] 优选地，高强度聚硫防水结构胶，包括A组分胶和B组分胶，A组分胶和B组分胶的重 量比为A:B = 10:1，其中：
[0008] A组分胶包括：100重量份的液体聚硫橡胶、15重量份的E-51型双酚A环氧树脂、15 重量份的邻苯二甲酸丁苄酯、21重量份的填料、10重量份的硫磺以及3重量份的偶联剂； [0009] B组分胶包括：100重量份的二氧化锰、10重量份的硫化促进剂、40重量份的炭黑、 40重量份的氨基封端聚吡咙预聚物、8重量份的硅烷改性超支化聚苯并咪唑以及5重量份的 2，2 双(4-羧基苯氧基)联苯胺。
[0010] 在一种实施方式中，所述填料为聚酰亚胺包覆二氧化硅复合粒子。
[0011] 在一种实施方式中，所述聚酰亚胺包覆二氧化硅复合粒子的制备方法包括：
[0012] (1)萘酐封端聚酰亚胺预聚物的制备
[0013] 在完全干燥的三口烧瓶中加入〇. 8~0.98摩尔的二胺和适量间甲酚，在惰性气体 保护下搅拌，当二胺完全溶解后，加入1摩尔的二酐和2.0~4.0摩尔的催化剂，在室温下搅 拌30min后，加热至75~85°C，反应3.5~4.5h，再在175~185°C下，反应3.5~4.5h;反应结 束后，降至室温，把溶液倒入甲醇中，有沉淀析出；用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后，于真 空烘箱中50°C下烘干22~24h，即得萘酐封端的聚酰亚胺预聚物；
[0014] (2)硅烷改性二氧化硅的制备
[0015] 在1000mL的带有搅拌器、温度计及冷凝管的金属反应容器中加入去离子水100mL、 氨基硅烷偶联剂lg后，在搅拌下缓慢地加入亲水性二氧化硅20g，室温下反应30分钟后通过 过滤得到硅烷改性二氧化硅；
[0016] (3)聚酰亚胺包覆二氧化硅复合粒子的制备
[0017] 在300mL的烧杯中加入萘酐封端的聚酰亚胺预聚物1.8g，二甲基亚砜150mL，在70 °C搅拌溶解后，加入上述硅烷改性二氧化硅15g并升温至80°C搅拌混合2小时;然后将混合 物倒入去离子水中，并过滤，将滤饼在120°C真空干燥4小时得的聚酰亚胺包覆二氧化硅复 合微粒子。
[0018] 在一种实施方式中，用于制备所述聚酰亚胺包覆二氧化硅复合粒子的二胺选自1， 4-二氨基苯、4,4'_二氨基联苯、4,4'-二氨基-3,3'-二甲基二苯甲烧、4,4'_二氨基_2,2'_ 二甲基联苯、4，4'-二氨基-3，3 二甲基联苯、4，4 '-二氨基联苯、4，4 '-二氨基二苯酿、3， 4'_二氨基二苯醚、1，6_己二胺以及1，12_二氨基十二烷中的任意一种或多种;优选地，所述 用于制备聚酰亚胺包覆二氧化硅复合粒子的二胺为1，4_二氨基苯。
[0019] 在一种实施方式中，所述用于制备聚酰亚胺包覆二氧化硅复合粒子的二酐选自均 苯四甲酸酐、3，4,9,10-茈四羧酸酐、4,4'_(六氟异丙烯)二酞酸酐、双环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6_四羧酸二酐、3,3'，4,4'_二苯甲酮四甲酸二酐以及1，4,5,8_萘四甲酸二酐中的任 意一种或多种;优选地，所述用于制备聚酰亚胺包覆二氧化硅复合粒子的二酐为1，4,5,8_ 萘四甲酸二酐。
[0020] 在一种实施方式中，所述氨基封端聚吡咙预聚物由二酐以及四胺按摩尔比（0.5~ 0.98):1制备得到。
[0021] 在一种实施方式中，所述用于制备氨基封端聚吡咙预聚物的二酐选自均苯四甲酸 酐、3,4,9，10_茈四羧酸酐、4,4'_(六氟异丙烯)二酞酸酐、双环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、3,3'，4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐以及l，4,5,8-萘四甲酸二酐中的任意一种或 多种;优选地，所述用于制备氨基封端聚吡咙预聚物的二酐为1，4,5,8_萘四甲酸二酐。
[0022] 在一种实施方式中，所述用于制备氨基封端聚吡咙预聚物的四胺选自3，3 二氨 基联苯胺、3,3'，4,4'_四氨基二苯醚、3,3'，4,4'_四氨基二苯砜、3,3'，4,4'_四氨基二苯甲 酮、1，2,4,5_四氨基苯以及1，2,5,6_四氨基萘中的任意一种或多种;优选地，所述用于制备 氨基封端聚吡咙预聚物的四胺为3，3 二氨基联苯胺。
[0023] 在一种实施方式中，所述硅烷改性超支化聚苯并咪唑由包括环氧硅烷偶联剂以及 氨基封端超支化聚苯并咪唑的原料制备得到。
[0024]在一种实施方式中，所述氨基封端超支化聚苯并咪唑由四胺和三酸按摩尔比（1.6 ~2): 1制备得到。
[0025]在一种实施方式中，所述用于制备氨基封端超支化聚苯并咪唑的四胺选自3,3'_ 二氛基联苯胺、3,3'，4,4'_四氛基二苯酿、3,3'，4,4'_四氛基二苯讽、3,3'，4,4'_四氛基二 苯甲酮、1，2,4,5_四氨基苯、1，2,5,6_四氨基萘中的任意一种或多种;所述用于制备氨基封 端超支化聚苯并咪唑的三酸选自1，3,5_间苯三酸、1，2,4_苯三甲酸以及3,5_二(4-羧基苯 氧基)苯甲酸中的任意一种或多种。
[0026] 本发明的另一方面提供高强度聚硫防水结构胶的制备方法，包括以下步骤：
[0027] (1 )A组分胶的制备：按所述的配方比例，称量A组分胶的物料并混合均匀，反复研 磨直至得到均匀膏状物；
[0028] (2)B组分胶的制备：按所述的配方比例，称量B组分胶的物料并混合均匀，反复研 磨直至得到均匀膏状物。
[0029] 参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
【具体实施方式】
[0030] 参考以下本发明的优选实施方式的详述以及包括的实施例可更容易地理解
[0031] 本公开内容。在以下说明书和权利要求书中将提及大量的术语，这些术语被定义 为具有下列含义。
[0032] "任选的"或"任选地"是指其后描述的事件或事项可以发生或不发生，而且该描述 包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
[0033] 说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体 数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相 应的，用"大约"、"约"等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似 用语可能对应于检测数值的设备的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以 组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
[0034] 当量、浓度或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选 值限走的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下 限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了 范围"1至5"时，所描述的范围应被解释为包括范围"1至4"、"1至3"、"1-2"、"1-2和4-5"、"1-3和5"等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在 该范围内的所有整数和分数。
[0035] 此外，本发明要素或组分前的不定冠词"一种"和"一个"对要素或组分的数量要求 (即出现次数)无限制性。因此"一个"或"一种"应被解读为包括一个或至少一个，并且单数 形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
[0036] 本发明的一个方面提供一种高强度聚硫防水结构胶，包括A组分胶和B组分胶，A组 分胶和B组分胶的重量比为A: B = 20:1~5:1，其中：
[0037] A组分胶包括：100重量份的液体聚硫橡胶、10~30重量