一种交联剂以及室温硫化硅橡胶的制备方法与流程

本发明涉及有机硅材料，尤其涉及一种交联剂以及室温硫化硅橡胶的制备方法。

背景技术：

1、有机硅材料是以聚二甲基硅氧烷为主体形成的一类有机-无机杂化材料。聚二甲基硅氧烷具有螺旋结构，其硅氧链节上的甲基完满的掩蔽了极性的si-o键，因此，有机硅材料整体表现出非常强的非极性特征。因此，有机硅材料具有极高的疏水性(静态水接触角约110°)，非常低的分子间作用力和化学稳定性。性能上则表现出优异的耐候性(臭氧、紫外线)、突出的耐高低温能力(-25-300℃)、超低的电导率和抗电弧性。其非极性表面赋予其非常好的生物相容性。缩合型室温硫化硅橡胶是众多有机硅材料中的一种，以α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为主体，添加补强填料，在硫化催化剂、硫化促进剂的作用下，通过吸收空气中的水分，硫化而形成的一种材料。广泛应用于建筑密封胶、建筑结构粘接胶、电子封装胶、光伏电池封装胶、金属表面防腐涂料等诸多等诸多制品。

2、缩合型室温的交联剂为含一个惰性基团和三个可反应活性基团的小分子硅烷。惰性基团多为甲基、乙基或丙基，基团不同对硫化速度有一定影响。可反应活性基团为甲氧基、乙酰氧基、丁酮肟基、异丙烯氧基等，对活性氢非常敏感。混炼过程中，活性基团和α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的端羟基反应，进行封端。在无水条件下，即使催化剂存在，硅橡胶也非常稳定。而暴露于空气中，空气中的水蒸气和活性基团反应，产生硅羟基和相应的副产物甲醇、乙酸、丁酮肟，丙酮等。硅羟基继续发生缩合反应，生成si-o-si键，完成交联过程。

3、目前常用的交联剂小分子硅烷，多有特殊气味，沸点较低，且在胶料混炼过程中会和体系中的活性氢(来源包括硅羟基、空气中的水蒸气、填料和助剂中的水分等)反应，产生易挥发的副产物分子。硫化过程中吸收水蒸汽后，也释放出相应的副产物。这些小分子排放，都对环境产生负面影响。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中相关产品的不足，本发明提出一种交联剂以及室温硫化硅橡胶的制备方法。

2、本发明提供了一种交联剂，包括：所述交联剂为有机硅烷预聚物，取代常用的小分子交联剂，用于缩合型的室温硫化硅橡胶的制备，并具有如下结构：

3、其中，r为甲氧基、乙酰氧基、丁酮肟基或异丙烯氧基，n≈10,黏度为10-50mpa·s，温度为25℃。

4、本发明还提供一种室温硫化硅橡胶的制备方法，应用于上述的交联剂，包括如下质量百分比的组分：

5、

6、

7、所述交联剂和生胶、填料、硫化催化剂、硫化促进剂等，以上述质量配比，采用常规缩合型室温硫化硅橡胶生产工艺，即可得到各种相应的制品。

8、在本发明的某些实施方式中，所述交联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷或甲基三异丙烯氧基硅烷等小分子交联剂的预聚物，所述交联剂合成方式为：

9、小分子交联剂和水以物质的量比例>1.0混合均匀后，室温搅拌1h后，逐步升温蒸出甲醇、乙酸、丁酮肟或丙酮等副产物。当温度升至120℃，无副产物蒸出时，减压蒸馏30min，得到透明的产品。

10、在本发明的某些实施方式中，所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为1000mpa·s-100000mpa·s。

11、在本发明的某些实施方式中，所述硫化催化剂包括有机锡催化剂或有机钛催化剂，所述有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡、二癸酸二辛基锡、二月桂酸二辛基锡或二癸酸二丁基锡，所述有机钛催化剂为四异丙醇钛、四异丁醇钛或二次钛络合物。

12、在本发明的某些实施方式中，所述硫化促进剂为氨基硅烷，包括氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷或氨丙基三乙氧基硅烷。

13、在本发明的某些实施方式中，所述强填料为白炭黑、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、硅微粉中的一种或多种混合物。

14、在本发明的某些实施方式中，所述功能性填料为银粉、石墨粉、碳化硅、氮化硅、氢氧化铝、氢氧化镁或三氧化二铁；以及碳黑、氧化铁黑、钛白粉、氧化铁红中的一种或多种混合色料。

15、在本发明的某些实施方式中，通过所述室温硫化硅橡胶的制备方法由所述交联剂制备的缩合型室温硫化硅橡胶制品，包括建筑密封胶、建筑结构胶、防水涂料、防腐涂料或电子封装胶。

16、与现有技术相比，本发明有以下优点：

17、本发明对交联剂进行非完全水解，合成大分子、低粘度预聚物，作为交联剂用于缩合型室温硫化硅橡胶的硫化，因其相对较大的分子量，从而具有更低的挥发性，故在运输、混炼和硫化过程中，泄露少，更加环保安全。

技术特征：

1.一种交联剂，其特征在于，包括：所述交联剂为有机硅烷预聚物，用于室温硫化硅橡胶的制备，并具有如下结构：

2.一种室温硫化硅橡胶的制备方法，应用于权利要求1所述的交联剂，其特征在于：包括如下质量百分比的组分：

3.根据权利要求2所述的室温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于：所述交联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷或甲基三异丙烯氧基硅烷。

4.根据权利要求2所述的室温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于：所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为1000mpa·s-100000mpa·s。

5.根据权利要求2所述的室温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于：所述硫化催化剂包括有机锡催化剂或有机钛催化剂，所述有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡、二癸酸二辛基锡、二月桂酸二辛基锡或二癸酸二丁基锡，所述有机钛催化剂为四异丙醇钛、四异丁醇钛或二次钛络合物。

6.根据权利要求2所述的室温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于：所述硫化促进剂为氨基硅烷，包括氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷或氨丙基三乙氧基硅烷。

7.根据权利要求2所述的室温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于：所述强填料为白炭黑、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、硅微粉中的一种或多种混合物。

8.根据权利要求2所述的室温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于：所述功能性填料为银粉、石墨粉、碳化硅、氮化硅、氢氧化铝、氢氧化镁或三氧化二铁；以及碳黑、氧化铁黑、钛白粉、氧化铁红中的一种或多种混合色料。

9.根据权利要求2所述的室温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于：通过所述室温硫化硅橡胶的制备方法由所述交联剂制备的缩合型室温硫化硅橡胶制品，包括建筑密封胶、建筑结构胶、防水涂料、防腐涂料或电子封装胶。

技术总结
本发明公开了一种交联剂以及室温硫化硅橡胶的制备方法，该室温硫化硅橡胶的制备方法包括如下质量百分比的组分：α，ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷，100；硫化催化剂，0.1‑5；硫化促进剂，2‑10；交联剂，0.1‑15；补强填料，10‑150；功能助剂，0‑10。本发明所述室温硫化硅橡胶的制备方法对交联剂进行非完全水解，合成大分子、低粘度预聚物，作为交联剂用于缩合型室温硫化硅橡胶的硫化，因其相对较大的分子量，从而具有更低的挥发性，故在运输、混炼和硫化过程中，泄露少，更加环保安全。

技术研发人员：董亚巍,黄荣华,王奔,钟浩,康宇峰
受保护的技术使用者：湖北武大有机硅新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16