专利名称：单组份室温硫化有机硅密封胶及制备方法
技术领域：
本发明属于建筑用高分子密封材料技术领域，具体涉及一种单组份室温硫化有机 硅密封胶，并且还涉及制备方法。
背景技术：
建筑用的密封胶是建筑业中不可缺少的重要辅助材料，在建筑安装施工及装饰装 璜工程中，用于各种部件的结合部分及接缝的填充而藉以体现水密、气密等功能。为了适应 外界环境因素的作用，如温度变化引起的热胀冷缩和挠曲，混凝土建筑和金属框架结构在 建筑时都设计有伸缩缝。伸缩接缝是混凝土建筑的薄弱环节，一是伸缩接缝由于受风力、地 震、温度和湿度变化等的作用产生形变；二是接缝中容易渗水，侵蚀建筑材料，因此必须对 伸缩接缝进行密封。目前普遍使用的接缝密封材料主要有浙青、预制氯丁橡胶、聚硫密封胶 和聚氨酯材料等，这些材料由于耐久性、弹性、耐水性和整体粘结性较差，并不能起到良好 的对建筑接缝的密封效果，从而影响建筑物的使用寿命。如业界所知之理，有机硅密封胶具有卓越的抗紫外线和抗气候老化性能，可在阳 光、臭氧、雨和雪等恶劣的气候环境中保持弹性、不撕裂、龟裂和变脆；耐高低温(-50 200°C )性能优异；具有极宽的使用温度和在宽的温度范围内抗形变等理想的性能，广泛用 于建筑、桥梁、高速路、海港道路和机场跑道等场合的嵌缝密封。但是，目前广泛使用的高模 量或中模量有机硅密封胶并不能满足建筑接缝和建筑物中金属框架高位移能力的要求，往 往在施工后，密封胶由于受到应力作用而发生形变超过本身拉伸伸长率极限而拉裂，密封 胶容易从混凝土基材或金属基材拉裂，从而丧失对接缝的密封性。中国发明专利授权公告号CN1177011C推荐了一种中性硅酮石材密封胶及其制造 方法，该方法得到的产品是中性有机硅石材密封胶，其拉伸模量大于0. 4MPa,当应用于混凝 土接缝密封时，接缝较宽，施工固化后，密封胶在接缝位移过程中容易与混凝土基材拉裂， 不能保证对接缝的长久密封。因此，由该专利方法所得到的密封胶难以应对接缝间水平及 垂直方向的位移。周知，建筑、公路、桥梁、机场跑道、停机坪、隧道以及停车场等的混凝土伸 缩接缝需要低模量且具有高伸长率的密封胶以应对接缝间水平及垂直方向的位移。为了 制得低模量且具有高伸长率的有机硅密封胶，日本专利JP-公开昭62-84174采用二甲基二 (N-甲基乙酰氨基)硅烷作为扩链剂、氨氧基硅烷作为交联剂制得室温硫化、150%模量为 0. OlMPa、断裂伸长率达1590 %的有机硅密封胶。但此类密封胶在实际应用中，模量太低，弹 性恢复率很差、密封胶的永久变形大，对混凝土及其它基材的粘结性也不理想。综上所述，目前对于前述的诸如建筑、公路、桥梁、机场跑道、停机坪、隧道以及停 车场等等之类的基础设施的高位移变形接缝的密封问题始终困扰于业界，更具体地讲业界 期望有一种模量合适、弹性恢复力好和拉伸伸长率高并且对基材附着力好和无腐蚀的有机 硅密封胶。对此，本申请人进行了长期的探索，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下 产生的。
发明内容
本发明的任务在于提供一种低模量高伸长、弹性恢复力理想的并且对基材附着力 好和对基材无腐蚀而藉以适用于对高位移变形接缝密封的单组份室温硫化有机硅密封胶。本发明的还一任务在于提供一种单组份室温硫化有机硅密封胶的制备方法，方法 具有工艺简单和能够保障所述的单组份室温硫化有机硅密封胶的技术效果的体现。本发明的任务是这样来完成的，一种单组份室温硫化有机硅密封胶，其是由下列 重量份配比的原料组成封端聚二甲基硅氧烷100份、增塑剂5 25份、填料25 100份、 交联剂1 15份、羟基清除剂0. 2 5份、增粘剂0. 5 5份和催化剂0. 1 0. 5份。在本发明的一个具体的实施例中，所述的封端聚二甲基硅氧烷为经 (ch20) 3SiOQ. 5 (三甲氧基硅氧基)、ch3 (ch20) 2SiOQ. 5 (二甲氧基甲基硅氧基)、(ch3) 2 (ch2o) Si00.5 ( 二甲基甲氧基硅氧基)、(ch3ch20) 3Si00.5 (三乙氧基硅氧基)、ch3ch2 (ch20) 2Si00.5 (乙 基二甲氧基硅氧基)或(ch3ch2)2(ch20)Si0a5(二乙基甲氧基硅氧基)中的任意一种封端的 封端聚二甲基硅氧烷。在本发明的另一个具体的实施例中，所述的增塑剂为馏程范围在120 250°C及 粘度在50 500厘泊的氢化矿物油，甲基硅油、苯基硅油、粘度在100 500厘泊的羟基硅 油中的任意一种或者一种以上的组合。在本发明的又一个具体的实施例中，所述的填料为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、硅微 粉、纳米碳酸钙、气相白炭黑中的任意一种或者其组合，所述的轻质碳酸钙为由脂肪酸、硅 烷偶联剂或树脂酸改性的纳米活性轻质碳酸钙。在本发明的再一个具体的实施例中，所述的交联剂为甲基三甲氧基硅烷，乙基三
甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷，乙基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧 基硅烷中的任意一种或者一种以上的组合。在本发明的还一个具体的实施例中，所述的羟基清除剂为乙烯基三甲氧基硅烷， N-环己基胺甲基二乙氧基硅烷，N-环己基胺甲基三乙氧基硅烷中的任意一种或者一种以 上的组合。在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的增粘剂为乙烯基三乙氧基硅烷， 环氧基三甲氧基硅烷，N-(2-胺乙基)_3_胺丙基-三甲氧基硅烷，氨丙基三乙氧基硅烷， N- (2-胺乙基)-3-胺丙基-甲基二甲氧基硅烷，3-胺丙基三甲氧基硅烷，3-甲基丙酰氧丙 基三甲氧基硅烷，3-甲基丙酰氧丙基-三乙酰氧基硅烷中的任意一种或者一种以上的组
口 o在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的催化剂为金属催化剂，所述的金属
催化剂为二月桂酸二丁基锡，二辛基二月桂酸锡，二丁基二醋酸锡，二丁基苯甲酸锡中的任 意一种或者一种以上的组合。一种单组份室温硫化有机硅密封胶的制备方法，其是先将封端聚二甲基硅氧烷 100份及填料25 100份投入真空捏合机中脱水共混，控制捏合温度、真空度和共混时间， 共混结束后转入搅拌釜中搅拌冷却至室温，得到基料；而后将增塑剂5 25份、交联剂1 15份、羟基清除剂0. 2 5份和增粘剂0. 5 5份投入到搅拌釜中与所述的基料混合，保持 真空度、搅拌釜的搅拌器的转速和搅拌混合时间，混合结束后加入催化剂0. 1 0. 5份再混 合，控制再混合时间，再混合结束后得到单组份室温硫化有机硅密封胶。
在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述的控制捏合温度是将捏合温度控制 为100 150°C，所述的控制真空度是将真空度控制为0. 06 0. 095MPa,所述的控制共 混时间是将共混时间控制为30 lOOmin ；所述的保持真空度是将真空度保持为0. 06 0. 095MPa，所述的保持搅拌釜的搅拌器的转速是将转速保持为200 SOOrpm/min，所述的 保持搅拌混合时间是将时间保持为30 90min ；所述的再混合的时间为10 30min。本发明提供的技术方案具有以下技术效果50%拉伸伸长模量低，仅为0. 14 0. 18MPa，100%拉伸伸长模量为0. 22 0. 25MPa，断裂伸长率880 950%，对基材附着力 好并且对基材无腐蚀；提供的制备方法工艺简单设备要求不苛刻，反应副产物无腐蚀性，可 保障单组份室温硫化有机硅密封胶的技术效果的全面体现。
具体实施例方式以下实施例是对本发明作进一步阐述，用于向相关领域和行业的技术人员展示发 明人已知的使用本发明的最佳实施方式，但并不限制本发明的内容及范围。可以对以下实 施方案进行修改而不超出本发明的范围，对于本领域和相关行业的技术人员而言，通过以 下实施例对于实施本发明方法是显而易见的。因此，在权利要求书及其等同物的范围内，可 以通过与以下具体描述不同的方式实施本发明。实施例1 将粘度为80000cps的封端聚二甲基硅氧烷(二甲基甲氧基硅氧基封端)100 份，纳米活性轻质碳酸钙35份，放入捏合机搅拌釜，保持温度120°C，真空度保持0. 06 0. 09Mpa范围内脱水共混90分钟，过三辊碾磨机碾磨2次，移入高速分散搅拌釜内冷却至室 温得基料，在室温下将交联剂甲基三甲氧基硅烷4份，羟基清除剂乙烯基三甲氧基硅烷0. 5 份，增粘剂氨丙基三乙氧基硅烷1. 5份，甲基硅油20份，气相白炭黑5份，加入高速分散搅 拌釜内，与基料搅拌混合，真空度保持0. 06 0. 09Mpa,转速保持250rpm左右下混合30分 钟，加入催化剂二月桂酸二丁基锡0. 1份，在真空度保持0. 06 0. 09Mpa,转速保持250rpm 左右混合30分钟后出料灌装。制得脱醇型高伸长低模量的单组份室温硫化有机硅密封胶。实施例2 将粘度为SOOOOcps的封端聚二甲基硅氧烷(二甲基甲氧基硅氧基封端)100份， 纳米活性轻质碳酸钙15份，重质碳酸钙钙20份，放入捏合机搅拌釜，保持温度120°C，真空 度保持0. 06 0. 09Mpa范围内脱水共混90分钟，过三辊碾磨机碾磨2次，移入高速分散 搅拌釜内冷却至室温得基料，在室温下将交联剂甲基三甲氧基硅烷2份，乙基三甲氧基硅 烷2份，羟基清除剂N-环己基胺甲基二乙氧基硅烷0. 2份，增粘剂N- (2-胺乙基)-3-胺丙 基-三甲氧基硅烷0. 5份，羟基硅油5份，气相白炭黑5份，加入高速分散搅拌釜内，与基料 搅拌混合，真空度保持0. 06 0.的Mpa，转速保持250rpm左右下混合30分钟，加入催化 剂二月桂酸二丁基锡0. 1份，在真空度保持0. 06 0. 09Mpa,转速保持250rpm左右混合30 分钟后出料灌装。制得脱醇型高伸长低模量的单组份室温硫化有机硅密封胶。实施例3 将粘度为SOOOOcps的封端聚二甲基硅氧烷(甲基二甲氧基硅氧基封端)100份， 纳米活性轻质碳酸钙40份，重质碳酸钙55份，放入捏合机搅拌釜，保持温度120°C，真空度 保持0. 06 0. 09Mpa范围内脱水共混90分钟，过三辊碾磨机碾磨2次，移入高速分散搅拌釜内冷却至室温得基料，在室温下将交联剂乙烯基三甲氧基硅烷14份，羟基清除剂N-环己 基胺甲基二乙氧基硅烷2. 5份，N-环己基胺甲基三乙氧基硅烷2. 5份，增粘剂氨丙基三乙氧 基硅烷0.25份，N-(2-胺乙基)-3_胺丙基-甲基二甲氧基硅烷0.25份，氢化矿物油(馏 程范围在120-250°C及粘度在5-50厘泊)5份，甲基硅油5份，气相白炭黑5份，加入高速 分散搅拌釜内，与基料搅拌混合，真空度保持0. 06 0. 09Mpa,转速保持250rpm左右下混 合30分钟，加入催化剂二辛基二月桂酸锡0. 5份，在真空度保持0. 06 0. 09Mpa,转速保持 250rpm左右混合30分钟后出料灌装。制得脱醇型高伸长低模量的单组份室温硫化有机硅 密封胶。实施例4 将粘度为80000cps的封端聚二甲基硅氧烷(乙基二甲氧基硅氧基封端的)100 份，纳米活性轻质碳酸钙20份，硅微粉5份，放入捏合机搅拌釜，保持温度120°C，真空度保 持0. 06 0. 09Mpa范围内脱水共混90分钟，过三辊碾磨机碾磨2次，移入高速分散搅拌 釜内冷却至室温得基料，在室温下将交联剂乙基三乙氧基硅烷8份，羟基清除剂N-环己基 胺甲基二乙氧基硅烷4. 0份，增粘剂3-胺丙基三甲氧基硅烷4份，苯基硅油15份，气相白 炭黑5份，加入高速分散搅拌釜内，与基料搅拌混合，真空度保持0. 06 0. 09Mpa,转速保 持250rpm左右下混合30分钟，加入催化剂二丁基二醋酸锡0. 2份，在真空度保持0. 06 0. 09Mpa,转速保持250rpm左右混合30分钟后出料灌装。制得脱醇型高伸长低模量的单组 份室温硫化有机硅密封胶。实施例5 将粘度为SOOOOcps的封端聚二甲基硅氧烷(二乙氧基甲氧基硅氧基封端的)100 份，纳米活性轻质碳酸钙40份，硅微粉30份，沉淀白炭黑5份，放入捏合机搅拌釜，保持温 度120°C，真空度保持0. 06 0. 09Mpa范围内脱水共混90分钟，过三辊碾磨机碾磨2次，移 入高速分散搅拌釜内冷却至室温得基料，在室温下将交联剂乙烯基三乙氧基硅烷3份，羟 基清除剂N-环己基胺甲基三乙氧基硅烷1. 0份，增粘剂3-甲基丙酰氧丙基三甲氧基硅烷 2份，甲基硅油25份，气相白炭黑5份，加入高速分散搅拌釜内，与基料搅拌混合，真空度保 持0. 06 0. 09Mpa,转速保持250rpm左右下混合30分钟，加入催化剂二丁基苯甲酸锡0. 2 份，在真空度保持0. 06 0. 09Mpa,转速保持250rpm左右混合30分钟后出料灌装。制得脱 醇型高伸长低模量的单组份室温硫化有机硅密封胶。实施例6 将粘度为SOOOOcps的封端聚二甲基硅氧烷(三乙氧基硅氧基封端的)100份，纳 米活性轻质碳酸钙30份，重质碳酸钙30份，沉淀白炭黑5份，放入捏合机搅拌釜，保持温度 120°C，真空度保持0. 06 0. 09Mpa范围内脱水共混90分钟，过三辊碾磨机碾磨2次，移入 高速分散搅拌釜内冷却至室温得基料，在室温下将交联剂乙烯基三乙氧基硅烷6份，羟基 清除剂乙烯基三甲氧基硅烷1份，N-环己基胺甲基二乙氧基硅烷2份，增粘剂3-甲基丙酰 氧丙基-三乙酰氧基硅烷0. 5份，苯基硅油17份，羟基硅油5份，气相白炭黑5份，加入高 速分散搅拌釜内，与基料搅拌混合，真空度保持0. 06 0. 09Mpa,转速保持250rpm左右下混 合30分钟，加入催化剂二月桂酸二丁基锡0. 2份，二辛基二月桂酸锡0. 2份，在真空度保持 0. 06 0. 09Mpa,转速保持250rpm左右混合30分钟后出料灌装。制得脱醇型高伸长低模 量的单组份室温硫化有机硅密封胶。
实施例7 将粘度为SOOOOcps的封端聚二甲基硅氧烷(三甲氧基硅烷封端)100份，纳米 活性轻质碳酸钙20份，重质碳酸钙15份，沉淀白炭黑5份，放入捏合机搅拌釜，保持温度 120°C，真空度保持0. 06 0. 09Mpa范围内脱水共混90分钟，过三辊碾磨机碾磨2次，移 入高速分散搅拌釜内冷却至室温得基料，在室温下将交联剂甲基三甲氧基硅烷2份，甲基 三乙氧基硅烷3份，羟基清除剂乙烯基三甲氧基硅烷2. 5份，增粘剂3-甲基丙酰氧丙基三 甲氧基硅烷1. 5份，3-甲基丙酰氧丙基-三乙酰氧基硅烷2份，氢化矿物油(馏程范围在 120 250°C，粘度在5 50厘泊)25份，气相白炭黑5份，加入高速分散搅拌釜内，与基料 搅拌混合，真空度保持0. 06 0. 09Mpa,转速保持250rpm左右下混合30分钟，加入催化剂 二月桂酸二丁基锡0. 1份，二辛基二月桂酸锡0. 3份，在真空度保持0. 06 0. 09Mpa，转速 保持250rpm左右混合30分钟后出料灌装。制得脱醇型高伸长低模量的单组份室温硫化有 机硅密封胶。比较例将粘度为80000厘泊的聚二甲基硅氧烷100份，纳米活性轻质碳酸钙15份，重质 碳酸钙15份，硅微粉5份，放入捏合机搅拌釜内，保持温度120°C，真空度0. 06 0. 09Mpa 下脱水共混90分钟，过三辊碾磨机2次，移入高速分散搅拌釜内冷却至室温得基料，在室温 下将交联剂5份，增粘剂1份，甲基硅油20份，气相白炭黑5份，加入高速分散搅拌釜内，与 基料搅拌混合，在真空度0. 06 0. 09Mpa,转速250rpm下混合30分钟，加入催化剂0. 1份， 在真空度0. 06 0. 09Mpa,转速250rpm下混合30分钟后出料灌装。制得脱醇型高伸长低 模量的单组份室温硫化有机硅密封胶。由上述实施例1至7和比较例所得到的单组份室温硫化有机硅密封胶的性能测试
结果由下表所示。
权利要求
一种单组份室温硫化有机硅密封胶，其特征在于其是由下列重量份配比的原料组成封端聚二甲基硅氧烷100份、增塑剂5～25份、填料25～100份、交联剂1～15份、羟基清除剂0.2～5份、增粘剂0.5～5份和催化剂0.1～0.5份。
2.根据权利要求1所述的单组份室温硫化有机硅密封胶，其特征在于所述的封端聚二甲基硅氧烷为经三甲氧基硅氧基、二甲氧基甲基硅氧基、二甲基甲氧基硅氧基、三乙氧基硅 氧基、乙基二甲氧基硅氧基或二乙基甲氧基硅氧基中的任意一种封端的封端聚二甲基硅氧 焼。
3.根据权利要求1所述的单组份室温硫化有机硅密封胶，其特征在于所述的增塑剂为 馏程范围在120 250°C及粘度在50 500厘泊的氢化矿物油，甲基硅油、苯基硅油、粘度 在100 500厘泊的羟基硅油中的任意一种或者一种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的单组份室温硫化有机硅密封胶，其特征在于所述的填料为轻 质碳酸钙、重质碳酸钙、硅微粉、纳米碳酸钙、气相白炭黑中的任意一种或者其组合，所述的 轻质碳酸钙为由脂肪酸、硅烷偶联剂或树脂酸改性的纳米活性轻质碳酸钙。
5.根据权利要求1所述的单组份室温硫化有机硅密封胶，其特征在于所述的交联剂为 甲基三甲氧基硅烷，乙基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷，乙基三乙氧基硅烷，乙烯基三 甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷中的任意一种或者一种以上的组合。
6.根据权利要求1所述的单组份室温硫化有机硅密封胶，其特征在于所述的羟基清除 剂为乙烯基三甲氧基硅烷，N-环己基胺甲基二乙氧基硅烷，N-环己基胺甲基三乙氧基硅烷 中的任意一种或者一种以上的组合。
7.根据权利要求1所述的单组份室温硫化有机硅密封胶，其特征在于所述的增粘剂为 乙烯基三乙氧基硅烷，环氧基三甲氧基硅烷，N- (2-胺乙基)-3-胺丙基-三甲氧基硅烷，氨 丙基三乙氧基硅烷，N-(2-胺乙基)-3_胺丙基-甲基二甲氧基硅烷，3-胺丙基三甲氧基硅 烷，3-甲基丙酰氧丙基三甲氧基硅烷，3-甲基丙酰氧丙基-三乙酰氧基硅烷中的任意一种 或者一种以上的组合。
8.根据权利要求1所述的单组份室温硫化有机硅密封胶，其特征在于所述的催化剂 为金属催化剂，所述的金属催化剂为二月桂酸二丁基锡，二辛基二月桂酸锡，二丁基二醋酸 锡，二丁基苯甲酸锡中的任意一种或者一种以上的组合。
9.一种如权利要求1所述的单组份室温硫化有机硅密封胶的制备方法，其特征在于其 是先将封端聚二甲基硅氧烷100份及填料25 100份投入真空捏合机中脱水共混，控制捏 合温度、真空度和共混时间，共混结束后转入搅拌釜中搅拌冷却至室温，得到基料；而后将 增塑剂5 25份、交联剂1 15份、羟基清除剂0. 2 5份和增粘剂0. 5 5份投入到搅 拌釜中与所述的基料混合，保持真空度、搅拌釜的搅拌器的转速和搅拌混合时间，混合结束 后加入催化剂0. 1 0. 5份再混合，控制再混合时间，再混合结束后得到单组份室温硫化有 机硅密封胶。
10.根据权利要求9所述的单组份室温硫化有机硅密封胶的制备方法，其特征在于所 述的控制捏合温度是将捏合温度控制为100 150°C，所述的控制真空度是将真空度控制 为0. 06 0. 095MPa，所述的控制共混时间是将共混时间控制为30 lOOmin ；所述的保持 真空度是将真空度保持为0. 06 0. 095MPa，所述的保持搅拌釜的搅拌器的转速是将转速 保持为200 SOOrpm/min，所述的保持搅拌混合时间是将时间保持为30 90min ；所述的再混合的时间为10 30min。
全文摘要
一种单组份室温硫化有机硅密封胶及制备方法，属于建筑用高分子密封材料技术领域。其是由下列重量份配比的原料组成封端聚二甲基硅氧烷100份、增塑剂5～25份、填料25～100份、交联剂1～15份、羟基清除剂0.2～5份、增粘剂0.5～5份和催化剂0.1～0.5份。效果50％拉伸伸长模量低，仅为0.14～0.18MPa，100％拉伸伸长模量为0.22～0.25MPa，断裂伸长率880～950％，对基材附着力好并且对基材无腐蚀；提供的制备方法工艺简单设备要求不苛刻，反应副产物无腐蚀性，可保障单组份室温硫化有机硅密封胶的技术效果的全面体现。
文档编号C08K3/36GK101875786SQ200910234870
公开日2010年11月3日 申请日期2009年10月23日 优先权日2009年10月23日
发明者张建忠 申请人:常熟市恒信粘胶有限公司