一种耐热增强型的密封杂化材料及其制备方法与流程

本发明属于杂化密封材料领域，特别涉及一种耐热增强型的密封杂化材料及其制备方法。
背景技术：
：近年来，硅烷改性聚氨酯(或聚醚)杂化材料应用发展迅速，因其具备有机硅材料的广泛粘接性和聚氨酯材料的高强度性能，同时它在生产和使用过程中相对环保，深受用户青睐。然而，该类杂化材料仍然存在一些不足，比如耐热性方面的缺陷；例如其中以改性聚氨酯中代表性较强的德国瓦克化学的smp杂化材料，公开文献显示最高耐热温度为80℃；以改性聚醚中最有代表性的日本钟渊化学的ms树脂，包括其下游客户公开的耐热温度为90℃-100℃。这使得该类型的杂化材料将无法在一些相对高阶的领域得到全面应用，例如对耐热性有一定要求的家用小电器、工业用灯具以及汽车或摩托车焊缝或烤漆修复等应用领域。目前，在耐热性方面已有科研工作者作了一些改进工作。例如，回天胶业的张虎极等人在专利cn102516917中主要是用氧化铁或氧化铈这类金属氧化物来提高杂化密封胶的耐热性；白云化工的陈洋庆等人在专利cn106700999中开创性提出了使用含苯基的二甲氧基硅烷封端的聚醚材料为主体树脂、以纯金属单体粉末为耐热增强填料来提高耐热性能。另外，吴传兴的专利cn106543956中主要是将107基胶部分取代硅烷封端聚氨酯树脂，利用有机硅的耐高温性能来实现耐热性增强的目的。综合分析可以发现，通过加入耐高温填料来改善耐热性的幅度是非常有限的；陈的专利中通过使用含刚性苯环的硅烷封端聚醚树脂可以部分改善其耐热性，但树脂主体是-ch2ch2o-结构是不耐热的，决定了其耐热性提升的局限性；吴的专利则进一步佐证了有机硅材料优异的耐温性，杂揉的意义不大。综上所述，基于现有研究，对于改善杂化材料的耐热性还有很多工作需要做。技术实现要素：鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种耐热增强型的密封杂化材料及其制备方法，旨在公开一种强度更高且在120℃-150℃应用温度下的稳定性显著提升的密封杂化材料。为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：一种耐热增强型的密封杂化材料,其特征在于，由以下重量份的原材料组成：常规硅烷封端聚氨酯聚合物10-30份；硅烷封端特殊聚合物10-30份；增塑剂10-25份；普通填料30-60份；耐热型填料0.5-3份；除水剂0.5-3份；粘结促进剂0.5-3份；催化剂0.01-0.1份；改性胺类固化剂5-15份；紫外吸收剂0.01-1份；颜料1-5份。优选的，所述常规硅烷封端聚氨酯聚合物为stp-e35、stp-xb502和spur+y-15987。优选的，所述硅烷封端特殊聚合物为支化硅烷改性环氧杂化树脂，所述硅烷封端特殊聚合物的主链由双酚a型、双酚f型、双酚s型、酚醛型中的一种或几种结构混搭而组成的结构。对于含羟基的双酚f型环氧树脂结构限定如下，双酚f型结构的重复链段要求：11≤m+n+p+q≤100；1≤p+n≤10；该硅烷改性特殊聚合物制备方式包括直接加成反应或者取代反应。优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二葵酯、环己烷-1，2-二甲酸二异壬基酯中的至少一种。优选的，所述普通填料为改性或未改性的纳米碳酸钙、重钙、气相二氧化硅、硅微粉、硅藻土、蒙脱土、钡盐、滑石粉中的至少一种；所述耐热型填料为镁的氧化物、锌的氧化物、铝的氧化物、铁的氧化物、钛的氧化物、铈的氧化物、锆的氧化物中的至少一种，特别是特别是纳米级的铁、铈、锆的氧化物。优选的，所述除水剂为高活性硅氧烷。优选的，所述密封杂化材料还包括0.1-1份的光稳定剂。所述粘结促进剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、n-(β一氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷、γ-缩水甘油基三甲氧基硅烷、功能型氨基硅氧烷低聚物中的至少一种；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二醋酸锡、异辛酸亚锡、十二胺、月桂胺中的至少一种。优选的，所述改性胺类固化剂为低活性改性双氰胺低聚物或改性咪唑。一种制备所述耐热增强型的密封杂化材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将500.0g纯双酚f型环氧树脂(环氧当量为156-172g/eq，黏度2000mpas-3500mpas)加入到预先干燥好带温度计的三口烧瓶中，常温真空环境下，慢速搅拌15分钟，然后缓慢滴加15.98g的3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷，助剂滴加完全后，继续搅拌1小时，停止搅拌，平压后，出料得到硅烷封端特殊聚合物，密封保存备用。(2)按配比将硅烷封端特殊聚合物、常规硅烷封端聚氨酯聚合物、增塑剂、颜料、普通填料、耐热型填料、紫外线吸收剂和光稳定剂投入到多功能行星搅拌机中搅拌分散均匀，然后开启真空搅拌，高温100-110℃加热2小时后，降温冷却至50℃以下，依次加入除水剂、粘接促进剂、催化剂、固化剂，低温快速出料，密封保存。与现有技术相比，本发明的有益效果：1、日常使用场合下，该杂化材料本体强度优于市面上大多数的杂化密封材料，纳米级的金属氧化物不仅能够增强杂化材料的耐热性，还能对杂化材料起到非常好的补强作用；2、在120-150℃的高温施工或使用条件下，特殊改性聚合物中的环氧基团会进一步热固化，以弥补常规spu材料因高温而衰减粘接强度，从而达到增强耐热性的目的。附图说明图1为本发明的硅烷封端特殊聚合物的分子结构示意图。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明提供的一种耐热增强型的密封杂化材料,其特征在于，由以下重量份的原材料组成：常规硅烷封端聚氨酯聚合物10-30份；硅烷封端特殊聚合物10-30份；增塑剂10-25份；普通填料30-60份；耐热型填料0.5-3份；除水剂0.5-3份；粘结促进剂0.5-3份；催化剂0.01-0.1份；改性胺类固化剂5-15份；紫外吸收剂0.01-1份；颜料1-5份。制备过程中，首先，将500.0g纯双酚f型环氧树脂(环氧当量为156-172g/eq，黏度2000mpas-3500mpas)加入到预先干燥好带温度计的三口烧瓶中，常温真空环境下，慢速搅拌15分钟，然后缓慢滴加15.98g的3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷，滴加完全后，继续搅拌1小时，停止搅拌，平压后，出料得到硅烷封端特殊聚合物，密封保存备用。其次，按配比将硅烷封端特殊聚合物、常规硅烷封端聚氨酯聚合物、增塑剂、颜料、普通填料、耐热型填料、紫外线吸收剂和光稳定剂投入到多功能行星搅拌机中搅拌分散均匀，然后开启真空搅拌，高温100-110℃加热2小时后，降温冷却至50℃以下，依次加入除水剂、粘接促进剂、催化剂、固化剂，低温快速出料，密封保存。制备一种耐热增强型的密封杂化材料，其组成成分和质量百分配比如表1所示。表1基本成分实施例1实施例2实施例3对比例硅烷封端特殊聚合物202020树脂stpe-35101030树脂spury-1598710增塑剂dinch13.113.113.113.1颜料(钛白粉)4444改性纳米碳酸钙46464646纳米级氧化铁111纳米级氧化铈1紫外吸收剂b750.50.50.50.5光稳定剂770df0.40.40.40.4除水剂a-1711111粘接促进剂a-11200.90.90.90.9催化剂t120.10.10.10.1改性胺类固化剂5555试验方法：将预制好的标准1型哑铃试片，放在设定好温度的烘箱中，做耐热老化性试验，观察其外观和力学强度的变化情况。测试方法参照《gb/t528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》执行。胶条外观情况分为龟裂、粉化、基本无变化三个等级。实施例1、实施例2、实施例3均能达到以下效果：但是，对比例的常规材料基本达不到本发明的有益效果。可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。当前第1页12