一种单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂及其制备方法，其中胶粘剂由以下组份组成（以重量份数计），端硅烷基聚丙烯酸酯100-200份；增塑剂30-80份；增量填料150-300份；着色剂10-100份；触变剂1-25份；水分清除剂0.5-15份；粘结促进剂0.5-25份；催化剂0.5-15份。胶粘剂的耐UV性能较好和粘结性可以大幅度提高，满足不同材质的粘结要求，在汽车制造业、交通运输业、集装箱制造、金属和非金属加工业、设备制造、空调和通风装置等方面具有广泛的应用。
【专利说明】一种单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂及其制备方法【技术领域】
[0001]本发明设计一种可以粘结多种材质材料的单组份胶粘剂，特别是一种单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]密封胶是指引随密封面形状而变形，不易流淌，有一定粘结性的密封材料。是用来填充构形间隙、以起到密封作用的胶粘剂。它们具有防泄漏、防水、防振动及隔音、隔热等作用。目前在各工业领域所用的密封胶主要包括聚硫类、有机硅类、聚氨酯类，聚硫类密封胶耐候性差，同时由于聚硫橡胶的制备过程污染问题，密封胶的气味问题，其使用机会越来越少；有机硅类密封胶耐候性好，但强度稍低，表面无法喷涂处理，极大的限制了其应用范围；而聚氨酯密封胶同样存在耐候性以及粘接性差的问题，同时异氰酸酯性质活泼，基于异氰酸酯预聚物的密封胶存在储存稳定性差，生产环境要求高，难度大的缺点。
[0003]端硅烷基聚醚密封胶又称有机硅改性聚醚密封胶或改性硅酮密封胶。端硅烷基聚醚密封胶继承了硅酮密封胶和聚氨酯密封胶的优点，表现出较好的粘接性、涂饰性、耐久性、环境友好性、低沾污性以及低粘度和优良施工性等优点。在汽车制造业、交通运输业、船舶和集装箱制造、金属和非金属加工业、设备制造、空调和通风装置等方面获得推广应用。
[0004]一般来说，由于端硅烷基聚醚密封胶的分子主链为多元醇聚醚，因此耐UV性能较差；同时其固化方式为端硅烷基的湿气固化，导致在某些应用范围的该种密封胶粘结性较低，对不同材质材料的普适性不强。
[0005]
【发明内容】
为解决上述问题，本发明公开了一种单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂及其制备方法,其耐UV性能较好和对不同材质的材料的粘结性可以大幅度提高，耐候性好，普适性强，具有良好的质量稳定性，不易氧化、老化以及受到腐蚀，使用寿命长。
[0006]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂，由以下组份组成(以重量份数计)，端硅烷基聚丙烯酸酯100-200份；增塑剂30-80份；增量填料150-300份；着色剂10-100份；触变剂1-25份；水分清除剂0.5-15份；粘结促进剂0.5-25份；催化剂0.5-15份。
[0007]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的一种改进，所述端硅烷基聚丙烯酸酯是一种端基至少含有2个可水解硅烷基的聚丙烯酸酯，其中所述可水解硅烷基是三甲氧基甲娃烷基、甲基二甲氧基甲娃烷基、二乙氧基甲娃烷基、甲基二乙氧基甲娃烷基中的一种或者几种。
[0008]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的又一种改进，所述增塑剂是邻苯二甲酸酯类中一种酯或者几种酯的任意摩尔比混合物。如邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯等中的一种或者几种的混合物。
[0009]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的又一种改进，所述增量填料是轻质碳酸钙、表面处理的碳酸钙、硅微粉、云母粉、石英粉、硅藻土、高岭土中的一种或者几种的任意质量比混合物。
[0010]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的又一种改进，所述着色剂是二氧化钛、铁黑、炭黑中的一种或者几种的任意质量比混合物。
[0011]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的又一种改进，所述触变剂是炭黑、气相白炭黑、氢化蓖麻油、有机膨润土、聚酰胺蜡中的一种或者几种的任意质量比混合物。
[0012]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的又一种改进，所述水分清除剂是易进行水解反应硅烷偶联剂类乙烯基三甲氧基硅烷。
[0013]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的又一种改进，所述粘结促进剂是硅烷偶联剂及其衍生物(如Y-氨丙基二甲氧基硅烷、Y _缩水甘油醚氧丙基二甲氧基娃烷、Y-巯基丙基三甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷等)中的一种或者几种的任意摩尔比混合物。
[0014]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的又一种改进，催化剂是金属盐型的脂肪酸盐类催化剂或者钛酸酯类催化剂或者脂肪酸锡类化合物与烷基胺类化合物的复合催化剂中的一种或者几种。如二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、双(乙酰丙酮酯)二丁基锡、邻苯二甲酸 二丁基锡、辛酸亚锡与十二烷胺的复合催化剂等。
[0015]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的又一种改进，脂肪酸锡类化合物与烷基胺类化合物的复合催化剂中，烷基胺类化合物占脂肪酸锡类化合物与烷基胺类化合物总摩尔量的0~50%。
[0016]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的制备方法，首先向双轴行星动力搅拌机釜中依次加入端硅烷基聚丙烯酸酯、增塑剂、补强填料、触变剂、着色剂、增量填料，室温下搅拌30-40分钟；然后升温到110~120°C，在真空状态下混合搅拌1~3小时；降温至50°C以下，加入水分清除剂、粘结促进剂和催化剂，在真空状态下混合搅拌30-40分钟，所得均匀膏状物即为单组份端硅烷基聚丙烯酸酯密封胶粘剂。
[0017]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂及其制备方法，与传统的单组份端硅烷基聚醚胶粘剂相比，其耐UV性能较好和对不同材质的材料的粘结性可以大幅度提高,耐候性好,普适性强。
[0018]
【具体实施方式】
[0019]下面结合【具体实施方式】，进一步阐明本发明，应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0020]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂，由以下组份组成(以重量份数计)，端硅烷基聚丙烯酸酯100-200份；增塑剂30-80份；增量填料150-300份；着色剂10-100份；触变剂1-25份；水分清除剂0.5-15份；粘结促进剂0.5-25份；催化剂0.5-15份。
[0021]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的一种改进，所述端硅烷基聚丙烯酸酯是一种端基至少含有2个可水解硅烷基的聚丙烯酸酯，其中所述可水解硅烷基是三甲氧基甲娃烷基、甲基二甲氧基甲娃烷基、二乙氧基甲娃烷基、甲基二乙氧基甲娃烷基中的一种或者几种。
[0022]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的又一种改进，所述增塑剂是邻苯二甲酸酯类中一种酯或者几种酯的任意摩尔比混合物。如邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯等
本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的又一种改进，所述增量填料是轻质碳酸钙、表面处理的碳酸钙、硅微粉、云母粉、石英粉、硅藻土、高岭土中的一种或者几种的任意质量比混合物。
[0023]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的又一种改进，所述着色剂是二氧化钛、铁黑、炭黑中的一种或者几种的任意质量比混合物。
[0024]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的又一种改进，所述触变剂是炭黑、气相白炭黑、氢化蓖麻油、有机膨润土、聚酰胺蜡中的一种或者几种的任意质量比混合物。
[0025]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的又一种改进，所述水分清除剂是易进行水解反应硅烷偶联剂类乙烯基三甲氧基硅烷。
[0026]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的又一种改进，所述粘结促进剂是硅烷偶联剂及其衍生物 (如Y-氨丙基二甲氧基硅烷、Y _缩水甘油醚氧丙基二甲氧基娃烷、Y-巯基丙基三甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷等)中的一种或者几种的任意摩尔比混合物。
[0027]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的又一种改进，催化剂是金属盐型的脂肪酸盐类或者钛酸酯类或者脂肪酸锡类化合物中的一种或者几种与烷基胺类化合物混合形成的复合催化剂，其中烷基胺类化合物占复合催化剂总摩尔量的0-50%。如二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、双(乙酰丙酮酯)二丁基锡、邻苯二甲酸二丁基锡、辛酸亚锡与十二烷胺的复合催化剂等。
[0028]本发明公开的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的制备方法，首先向双轴行星动力搅拌机釜中依次加入端硅烷基聚丙烯酸酯、增塑剂、触变剂、着色剂、增量填料，室温下搅拌30-40分钟；然后升温到11(T120°C，在真空状态下混合搅拌1~3小时；降温至50°C以下，加入水分清除剂、粘结促进剂和催化剂，在真空状态下混合搅拌30-40分钟，所得均匀膏状物即为单组份端硅烷基聚丙烯酸酯密封胶粘剂。
[0029]实施例1
向双轴行星动力搅拌机釜中依次加入端硅烷基聚丙烯酸酯(端基为三甲氧基甲硅烷基)100份、邻苯二甲酸二辛酯30份、轻质碳酸钙150份、二氧化钛10份、炭黑1份，室温下搅拌30-40分钟；然后升温到11(T120°C，在真空状态下混合搅拌1~3小时；降温至50°C以下，加入乙烯基三甲氧基硅烷0.5份、Y -氨丙基三甲氧基硅烷0.5份和二月桂酸二丁基锡0.5份，在真空状态下混合搅拌30-40分钟，所得均匀膏状物即为单组份端硅烷基聚丙烯酸酯密封胶粘剂。
[0030]实施例2
向双轴行星动力搅拌机釜中依次加入端硅烷基聚丙烯酸酯(端基为甲基二甲氧基甲硅烷基)110份、邻苯二甲酸二异癸酯35份、表面处理的碳酸钙(以表明活性剂浸润2小时)165份、铁黑20份、气相白炭黑3份，室温下搅拌30~40分钟；然后升温到ll(Tl20°C，在真空状态下混合搅拌广3小时；降温至50°C以下，加入乙烯基三甲氧基硅烷1.5份、Y -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷3份和二月桂酸二丁基锡2份，在真空状态下混合搅拌30-40分钟，所得均匀膏状物即为单组份端硅烷基聚丙烯酸酯密封胶粘剂。
[0031]实施例3
向双轴行星动力搅拌机釜中依次加入端硅烷基聚丙烯酸酯(端基为三乙氧基甲硅烷基)120份、邻苯二甲酸二辛酯40份、硅微粉180份、氢化蓖麻油15份、炭黑5份，室温下搅拌30-40分钟；然后升温到11(T120°C，在真空状态下混合搅拌1~3小时；降温至50°C以下，加入乙烯基三甲氧基硅烷2.5份、Y -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷5.5份和双(乙酰丙酮酯)二丁基锡3.5份，在真空状态下混合搅拌30-40分钟，所得均匀膏状物即为单组份端硅烷基聚丙烯酸酯密封胶粘剂。
[0032]实施例4
向双轴行星动力搅拌机釜中依次加入端硅烷基聚丙烯酸酯(端基为甲基二乙氧基甲硅烷基)130份、邻苯二甲酸二异癸酯45份、云母粉195份、二氧化钛30份、有机膨润土 7份，室温下搅拌30-40分钟；然后升温到ll(Tl2(rC，在真空状态下混合搅拌f 3小时；降温至50°C以下，加入乙烯基三甲氧基硅烷3.5份、Y -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷8份和二月桂酸二丁基锡5份，在真空状态下混合搅拌30-40分钟，所得均匀膏状物即为单组份端硅烷基聚丙烯酸酯密封胶粘剂。
[0033]实施例5
向双轴行星动力搅拌机釜中依次加入端硅烷基聚丙烯酸酯(端基为三甲氧基甲硅烷基)140份、邻苯二甲酸二异癸酯50份、石英粉210份、铁黑40份、聚酰胺蜡9份，室温下搅拌30-40分钟；然后升温到11(T120°C，在真空状态下混合搅拌1~3小时；降温至50°C以下，加入乙烯基三甲氧基硅烷4.5份、Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷10.5份和二醋酸二丁基锡6.5份，在真空状态下混合搅拌30-40分钟，所得均匀膏状物即为单组份端硅烷基聚丙烯酸酯密封胶粘剂。
[0034]实施例6
向双轴行星动力搅拌机釜中依次加入端硅烷基聚丙烯酸酯(端基为三甲氧基甲硅烷基)150份、邻苯二甲酸二辛酯55份、硅藻土 225份、炭黑50份、炭黑13份，室温下搅拌30-40分钟；然后升温到11(T12(TC，在真空状态下混合搅拌3小时；降温至50°C以下，加入乙烯基三甲氧基硅烷7份、Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷13份和辛酸亚锡与十二烷胺的复合催化剂(其中十二烷胺占辛酸亚锡与十二烷胺的复合催化剂总摩尔量的30%)8份，在真空状态下混合搅拌30-40分钟，所得均匀膏状物即为单组份端硅烷基聚丙烯酸酯密封胶粘剂。
[0035]实施例7
向双轴行星动力搅拌机釜中依次加入端硅烷基聚丙烯酸酯(端基为三甲氧基甲硅烷基)160份、邻苯二甲酸二辛酯60份、高岭土 240份、(m 二氧化钛:m铁黑:m炭黑=1:2:7)60份、气相白炭黑16份，室温下搅拌30-40分钟；然后升温到ll(Tl2(rC，在真空状态下混合搅拌广3小时；降温至50°C以下，加入乙烯基三甲氧基硅烷9份、Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷15.5份和二月桂酸二丁基锡9.5份，在真空状态下混合搅拌30-40分钟，所得均匀膏状物即为单组份端硅烷基聚丙烯酸酯密封胶粘剂。[0036]实施例8
向双轴行星动力搅拌机釜中依次加入端硅烷基聚丙烯酸酯(端基为三甲氧基甲硅烷基)170份、(η邻苯二甲酸二辛酯:η邻苯二甲酸二异癸酯=1:3)65份、(m轻质碳酸钙:m表明处理的碳酸钙:m娃微粉=2:3:5) 255份、Cm 二氧化钛:m铁黑:m炭黑=0:2:7) 70份、氢化蓖麻油19份，室温下搅拌30-40分钟；然后升温到11(T12(TC，在真空状态下混合搅拌广3小时；降温至50°C以下，加入乙烯基三甲氧基硅烷11份、Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷18份和二月桂酸二丁基锡(其中二月桂酸二丁基锡与十二烷胺的复合催化剂总摩尔量的50%) 11份，在真空状态下混合搅拌30-40分钟，所得均匀膏状物即为单组份端硅烷基聚丙烯酸酯密封胶粘剂。
[0037]实施例9
向双轴行星动力搅拌机釜中依次加入端硅烷基聚丙烯酸酯(端基为三乙氧基甲硅烷基)180份、(n邻苯二甲酸二辛酯:η邻苯二甲酸二异癸酯=1:5) 70份、(m轻质碳酸钙:m表明处理的碳酸钙:m硅微粉=4:2:7) 270份、(m 二氧化钛:m铁黑:m炭黑=1:0:7) 80份、(m气相白炭黑:m有机膨润土:m炭黑:m氢化蓖麻油=1:2:7:5) 22份，室温下搅拌30-40分钟；然后升温到11(T12(TC，在真空状态下混合搅拌广3小时；降温至50°C以下，加入乙烯基三甲氧基硅烷13份、Y -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷20.5份和二月桂酸二丁基锡13.5份，在真空状态下混合搅拌30-40分钟，所得均匀膏状物即为单组份端硅烷基聚丙烯酸酯密封胶粘剂。
[0038]实施例10
向双轴行星动力搅拌机釜中依次加入端硅烷基聚丙烯酸酯(端基为三甲氧基甲硅烷基)190份、(η邻苯二甲酸二辛酯:η邻苯二甲酸二异癸酯=2:7) 75份、(m云母粉:m石英粉:m娃藻土:m高岭土 =1:2:3:5)285份、(m二氧化钛:m铁黑:m炭黑=1:2:0)90份、(m炭黑:m氢化蓖麻油:m聚酰胺蜡=4:2:5)25份，室温下搅拌30~40分钟；然后升温到ll(Tl2(rC，在真空状态下混合搅拌广3小时；降温至50°C以下，加入乙烯基三甲氧基硅烷15份、Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷23份和二醋酸二丁基锡(其中二醋酸二丁基锡与十二烷胺的复合催化剂总摩尔量的10%) 15份，在真空状态下混合搅拌30-40分钟，所得均匀膏状物即为单组份端硅烷基聚丙烯酸酯密封胶粘剂。
[0039]实施例11
向双轴行星动力搅拌机釜中依次加入端硅烷基聚丙烯酸酯(端基为三乙氧基甲硅烷基)200份、(η邻苯二甲酸二辛酯:η邻苯二甲酸二异癸酯=4:9) 80份、Cm云母粉:m石英粉:m娃藻土:m高岭土 =2:3:5:1) 300份、Cm 二氧化钛:m铁黑:m炭黑=4:2:7) 100份、Cm气相白炭黑:m有机膨润土:m炭黑=1:2:7) 10份，室温下搅拌30-40分钟；然后升温到11(T12(TC，在真空状态下混合搅拌广3小时；降温至50°C以下，加入乙烯基三甲氧基硅烷3份、Y -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷25份和邻苯二甲酸二丁基锡2.5份，在真空状态下混合搅拌30-40分钟，所得均匀膏状物即为单组份端硅烷基聚丙烯酸酯密封胶粘剂。
[0040]对比例I
向双轴行星动力搅拌机釜中依次加入端硅烷基聚醚(端基为三甲氧基甲硅烷基)150份、邻苯二甲酸二辛酯60份、轻质碳酸钙200份、二氧化钛15份、气相白炭黑3份，室温下搅拌30-40分钟；然后升温到11(T120°C，在真空状态下混合搅拌1~3小时；降温至50°C以下，加入乙烯基三甲氧基硅烷5份、Y -氨丙基三甲氧基硅烷3份和二月桂酸二丁基锡2份，在真空状态下混合搅拌30-40分钟，所得均匀膏状物即为单组份端硅烷基聚醚密封胶粘剂。
[0041]为了对比单组份端硅烷基聚丙烯酸酯与传统的单组份端硅烷基聚醚胶粘剂的性能，做了促进耐候性实验和搭接剪切强度测试。
[0042]实验方法如下:
促进耐候性实验:将实验片在SWOM实验器中确定在0-200天加快老化之后观察表面形态。
[0043]搭接剪切强度:按IS04587-2003粘合剂，刚性对刚性的连接组件拉伸搭接剪切强度的测定标准。
[0044]结果如下表所示(其中对于促进耐候性实验结果3:无变化；2:表面粉化；1:表面出现裂缝)
【权利要求】
1.一种单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂，其特征在于:由以下组份组成(以重量份数计)，端硅烷基聚丙烯酸酯100-200份；增塑剂30-80份；增量填料150-300份；着色剂10-100份；触变剂1-25份；水分清除剂0.5-15份；粘结促进剂0.5-25份；催化剂0.5-15份。
2.根据权利要求1所述的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂，其特征在于:所述端硅烷基聚丙烯酸酯是一种端基至少含有2个可水解硅烷基的聚丙烯酸酯，其中所述可水解硅烷基是二甲氧基甲娃烷基、甲基二甲氧基甲娃烷基、二乙氧基甲娃烷基、甲基二乙氧基甲娃烷基中的一种或者几种。
3.根据权利要求1所述的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂，其特征在于:所述增塑剂是邻苯二甲酸酯类中一种酯或者几种酯的任意摩尔比混合物。
4.根据权利要求1所述的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂，其特征在于:所述增量填料是轻质碳酸钙、表面处理的碳酸钙、硅微粉、云母粉、石英粉、硅藻土、高岭土中的一种或者几种的任意质量比混合物。
5.根据权利要求1所述的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂，其特征在于:所述着色剂是二氧化钛、铁黑、炭黑中的一种或者几种的任意质量比混合物。
6.根据权利要求1所述的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂，其特征在于:所述触变剂是炭黑、气相白炭黑、氢化蓖麻油、有机膨润土、聚酰胺蜡中的一种或者几种的任意质量比混合物。
7.根据权利要求1所述的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂，其特征在于:所述水分清除剂是乙烯基二甲氧基硅烷。
8.根据权利要求1所述的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂，其特征在于:所述粘结促进剂是硅烷偶联剂及其衍生物中的一种或者几种的任意摩尔比混合物。
9.根据权利要求1所述的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂，其特征在于:所述催化剂是金属盐型的脂肪酸盐类催化剂或者钛酸酯类催化剂或者脂肪酸锡类化合物与烷基胺类化合物的复合催化剂中的一种，其中肪酸锡类化合物与烷基胺类化合物的复合催化剂中，烷基胺类化合物占脂肪酸锡类化合物与烷基胺类化合物总摩尔量的0-50%。
10.根据权利要求1所述的单组份端硅烷基聚丙烯酸酯胶粘剂的制备方法，其特征在于:首先向双轴行星动力搅拌机釜中依次加入端硅烷基聚丙烯酸酯、增塑剂、触变剂、着色齐?、增量填料，室温下搅拌30-40分钟；然后升温到11(T12(TC，在真空状态下混合搅拌广3小时；降温至50°C以下，加入水分清除剂、粘结促进剂和催化剂，在真空状态下混合搅拌30-40分钟，所得均匀膏状物即为单组份端硅烷基聚丙烯酸酯密封胶粘剂。
【文档编号】C09J133/08GK103923583SQ201410143603
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】吴之中, 张继忠 申请人:苏州之诺新材料科技有限公司