本发明涉及高分子密封材料
技术领域：
，特别是涉及一种高位移能力的硅酮耐候胶及其制备方法。
背景技术：
：我国建筑业快速发展，大型玻璃幕墙、铝板幕墙工程等日益增多，玻璃幕墙、金属幕墙的粘结密封的问题己引起建筑行业的高度重视，要求进一步提高幕墙接缝材料的位移能力、耐老化性、耐水性、整体粘接性和强度。目前国内使用的硅酮密封材料主要有位移能力是25级。对于大板块的幕墙，目前25级的密封胶位移能力不足，易产生脱粘、断裂、粘结性不足等问题。技术实现要素：基于此，有必要针对现有的密封胶位移能力不足，易产生脱粘、断裂、粘结性不足的问题，提供一种高位移能力的硅酮耐候胶。一种高位移能力的硅酮耐候胶，包括以下重量份的组分：聚有机基硅氧烷100份，填料50～120份，扩链剂1～10份，交联剂5～10份，硅烷偶联剂1～5份，催化剂0.1～2份。上述高位移能力的硅酮耐候胶，位移能力可达到+100％、-50％级，具有优异的耐气候老化、耐高低温性能。在其中一个实施例中，扩链剂的份数优选为4～6份。在其中一个实施例中，聚有机基硅氧烷羟基为羟基封端的聚二甲基硅氧烷，25℃粘度范围为20000～200000pa.s。优选粘度范围为50000～100000pa.s。该粘度范围的聚二甲基硅氧烷分子量适中，具有较好的加工性能。在其中一个实施例中，填料为气相白碳黑、沉淀白炭黑、纳米碳酸钙、炭黑、石英粉和硅藻土中的一种或多种；所述填料的粒径范围为30～80nm。在其中一个实施例中，扩链剂的结构简式为rlr2si(oc3h5)2，r1和r2是相同或不同的单价烃基。高活性二官能团使扩链剂具有良好的扩链作用，实现了高位移能力。在其中一个实施例中，单价烃基选自甲基、乙基、丙基、正辛基、烯丙基、乙烯基、苯基、甲苯基、环己烷基或2-苯乙基。在其中一个实施例中，交联剂为含有两个以上可水解基团的酮肟基硅烷或聚硅氧烷。在其中一个实施例中，可水解基团为烷氧基、酰氧基、酮肟基、酰氨基或烯氧基中的一种或多种。在其中一个实施例中，烷氧基为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基或甲氧乙氧基，酰氧基为：乙酰氧基、辛酰氧基或苯酰氧基，酮肟基为：丙酮肟基、丁酮肟基或戊酮肟基，酰氨基为：n-甲基乙酰氨基、n-乙基乙酰氨基、n-丁基乙酰氨基或n-甲基苯酰氨基，烯氧基为：丙烯氧基、异丙烯氧基或丁烯氧基。在其中一个实施例中，催化剂为锡系化合物或有机钛酸酯的一种或复合物。锡系化合物为有机羧酸锡和有机锡螯合物，选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二甲氧基二丁基锡或二丁基氧化锡，有机锡螯合物为四异丙基钛酸酯、四正丁基钛酸酯、四(三甲基烷氧基)钛、二异丙氧基-双(乙酰丙酮基)钛、二异丙氧基-双(乙酸乙酰乙酯基)钛、亚丙基二氧-双(乙酰丙酮基)钛或亚丙基二氧-双(乙酰乙酸乙酯基)钛。在其中一个实施例中，硅烷偶联剂为仲氨基硅烷偶联剂，其结构简式为(ro)3si(ch2)nnh(ch2)nsi(ro)3或(ch2)nnh(ch2)nsi(ro)3，n为3～8，r为甲基、乙基、丙基或正辛基。仲氨基硅烷偶联剂具有良好的粘结性能和稳定性，制备的耐候胶具有高位移能力。优选地，仲氨基硅烷偶联剂为(meo)3sic3h6nhc3h6si(meo)3。一种上述高位移能力的硅酮耐候胶的制备方法，包括以下步骤：1)将聚有机基硅氧烷和填料加热捏合，制得基础胶料；2)将冷却的基础胶料进行抽真空搅拌；3)加入扩链剂和交联剂，真空下混合；4)加入硅烷偶联剂和催化剂，混合，真空脱除气泡，即得到高位移能力储存稳定的硅酮耐候胶。该制备方法制备得到的硅酮耐候胶，位移能力为+100％、-50％级，具有优异的耐气候老化、耐高低温性能。在其中一个实施例中，高位移能力的硅酮耐候胶的制备方法，包括以下步骤：1)将聚有机基硅氧烷和填料加热100～120℃捏合2～3小时，制得基础胶料；2)将冷却的基础胶料进行抽真空搅拌10～20分钟；3)加入扩链剂和交联剂，真空密闭下混合10～30分钟；4)加入硅烷偶联剂和催化剂，混合10～30分钟，真空脱除气泡和杂质，即得到高位移能力储存稳定的硅酮耐候胶。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的硅酮耐候胶，位移能力为+100％、-50％级，具有优异的耐气候老化、耐高低温性能；对各种接缝具有良好的粘接性，粘接面不易脱落；具有良好的耐水性能；具有优异的伸缩恢复性，断裂伸长率在800％以上，能承受建筑幕墙玻璃板块、金属板块之间水平或垂直方向极大的位移，以免其长期受拉伸或剪切应力后开裂。具体实施方式为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的
技术领域：
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。实施例1一种高位移能力的硅酮耐候胶的制备方法，包括以下步骤：1)将100份羟基封端的聚二甲基硅氧烷、100份纳米碳酸钙投入于捏合机中，其中羟基封端的聚二甲基硅氧烷在25℃粘度为50000cp，纳米碳酸钙的粒径为30～80nm，在真空密闭条件下加热到100～120℃捏合2～3个小时，得到基础胶料；2)将冷却的基础胶料进行抽真空搅拌10分钟；3)向上述基料胶料中加入6份扩链剂甲基乙烯基二异丙烯氧基硅烷和6份交联剂苯基三丁酮肟基硅烷，真空密闭下混合20分钟；4)加入0.1份螯合锡催化剂和1份硅烷偶联剂(meo)3sic3h6nhc3h6si(meo)3，混合30分钟，真空脱除气泡后，即得到高位移能力的硅酮耐候胶，密封保存。实施例2一种高位移能力的硅酮耐候胶的制备方法，与实施例1基本相同，区别在于扩链剂甲基乙烯基二异丙烯氧基硅烷加入的份数为4份。实施例3一种高位移能力储存稳定的硅酮耐候胶的制备方法，与实施例1基本相同，区别在于扩链剂甲基乙烯基二异丙烯氧基硅烷加入的份数为2份。实施例4一种高位移能力的硅酮耐候胶的制备方法，与实施例1基本相同，区别在于扩链剂换为甲基乙烯基二烯丙氧基硅烷。实施例5一种高位移能力的硅酮耐候胶的制备方法，与实施例4基本相同，区别在于扩链剂甲基乙烯基二烯丙氧基硅烷加入的份数为4份。实施例6一种高位移能力的硅酮耐候胶的制备方法，与实施例4基本相同，区别在于扩链剂甲基乙烯基二烯丙氧基硅烷加入的份数为2份。实施例7一种高位移能力的硅酮耐候胶的制备方法，包括以下步骤：1)将100份羟基封端的聚二甲基硅氧烷、100份纳米碳酸钙投入于捏合机中，其中羟基封端的聚二甲基硅氧烷在25℃粘度为50000cp，纳米碳酸钙的粒径为30～80nm，在真空密闭条件下加热到100～120℃捏合2～3个小时，得到基础胶料；2)将冷却的基础胶料进行抽真空搅拌10分钟；3)向上述基料胶料中加入1份除水剂、6份扩链剂甲基乙烯基二丙酮肟基硅烷和6份交联剂苯基三丁酮肟基硅烷，真空密闭下混合20分钟；4)加入0.1份螯合锡催化剂和1份硅烷偶联剂(meo)3sic3h6nhc3h6si(meo)3，混合30分钟，真空脱除气泡和反应中生成的部分低分子物质后，即得到高位移能力储存稳定的硅酮耐候胶，密封保存。为与上述实施例形成对比，设置以下对照例：对照例1一种高位移能力的硅酮耐候胶的制备方法，与实施例1的区别仅在于扩链剂甲基乙烯基二异丙烯氧基硅烷加入的份数为0份。对照例2一种高位移能力的硅酮耐候胶的制备方法，与实施例4基本相同，区别在于扩链剂甲基乙烯基二烯丙氧基硅烷加入的份数为0份。对照例3一种高位移能力的硅酮耐候胶的制备方法，与实施例7基本相同，区别在于硅烷偶联剂的份数为0份。对照例4一种高位移能力的硅酮耐候胶的制备方法，与实施例7基本相同，区别在于硅烷偶联剂改为n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。对照例5一种高位移能力的硅酮耐候胶的制备方法，与实施例7基本相同，区别在于硅烷偶联剂改为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。对照例6一种高位移能力的硅酮耐候胶的制备方法，与实施例7基本相同，区别在于硅烷偶联剂改为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。对实施例和对照例制备得到的硅酮耐候胶进行了以下测试：实验例1将实施例1～3和对照例1制得的硅酮耐候胶按照gb/t14683标准的要求，做成h型试片，23℃、50％湿度下养护28天，按照jc/t882-2001测试标准和gb/t22083-2008《建筑密封胶分级和要求》测试其力学性能，其测试结果如表1所示：表1扩链剂甲基乙烯基二异丙烯氧基硅烷用量对力学性能的影响由表1可见，随着扩链剂甲基乙烯基二异丙烯氧基硅烷用量的增加，硅酮耐候胶的拉伸模量降低，扩链剂用量达到一定份数时，耐候胶能达到gb/t22083-2008《建筑密封胶分级和要求》最高位移能力+100，-50hm级，而不加入该扩链剂则达不到该效果。实验例2将实施例4～6和对照例2制得的硅酮耐候胶注入2mm深模具中，25℃、50％湿度下硫化交联7天，制成哑铃型试样，按gb/t528-1998测试标准测试其力学性能，其测试结果如表2所示：表2扩链剂甲基乙烯基二异丙氧烯基硅烷用量对力学性能的影响由表2可见，随着扩链剂甲基乙烯基二异丙氧烯基用量的增加，耐候胶的拉伸强度减小、断裂伸长率增大、模量降低、表干时间延长、硬度降低。这说明加入该扩链剂改变了交联网络的结构，降低了其交联密度，起到了扩链的作用。实验例3将实施例7和对照例3～6制得的硅酮耐候胶注入2mm深模具中，25℃、50％rh下硫化交联7天，制成哑铃型试样，按gb/t528-1998测试标准测试其力学性能，其测试结果如表3所示：表3硅烷偶联剂种类对硅酮耐候胶力学性能的影响拉伸强度(mpa)断裂伸长率(％)100％模量(mpa)表干时间(min)硬度(度)实施例71.0111340.156016对照例42.135640.354537对照例52.474670.344036对照例62.554570.405033对照例32.603730.543045由表3可见，加入不同的硅烷偶联剂，相对于未加入硅烷偶联剂制得的硅酮耐候胶，其拉伸强度减小、断裂伸长率增大、模量降低、表干时间延长、硬度降低；与加入n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷作为硅烷偶联剂的方案相比，加入本发明的仲氨基硅烷偶联剂，制得的硅酮耐候胶拉伸强度减小、断裂伸长率增大、断裂伸长率增大、模量降低、表干时间延长、硬度降低更加显著。实验例4将实施例7和对照例3～6制得的硅酮耐候胶按照gb/t14683标准的要求，做成h型试片，23℃、50％湿度下养护28天，按照gb16776测试标准测试其力学性能，其测试结果如表4所示：表4硅烷偶联剂类型对硅酮耐候胶与玻璃、铝片粘结强度的影响由表4可见，加入不同的硅烷偶联剂，相对于未加入硅烷偶联剂制得的硅酮耐候胶，粘结强度减小，玻璃和铝片的破坏面积均减小；与加入n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷作为硅烷偶联剂的方案相比，加入本发明的仲氨基硅烷偶联剂，制得的硅酮耐候胶在相同实验条件下，玻璃和铝片的破坏面积均0。实验例5将实施例7和对照例3～6制得的硅酮耐候胶制成h型试样，25℃、50％rh下硫化交联28天，按gb/t13477测试标准测试其拉伸粘接性能，其测试结果如表5所示：表5硅烷偶联剂种类对硅酮耐候胶的力学影响最大强度(mpa)最大伸长率(％)断裂伸长率100％(％)模量(mpa)实施例70.676585960.30对照例40.854282290.40对照例50.913552630.63对照例61.232732330.69对照例31.343031850.76注：表中模量是指h型试样拉伸100％的定伸应力。由表5可见，加入不同的硅烷偶联剂，相对于未加入硅烷偶联剂制得的硅酮耐候胶，其拉伸强度减小、断裂伸长率增大、模量降低；与加入n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷作为硅烷偶联剂的方案相比，加入本发明的仲氨基硅烷偶联剂，制得的硅酮耐候胶在相同实验条件下，变化量更为显著。实施例6将实施例7制得的硅酮耐候胶，分别于常态下放置7天、90℃烘箱中放置5天(加速贮存试验)、室温下放置一年，然后测试其性能，测试结果如表6所示：表6硅酮耐候胶的贮存稳定性存放时间配制7天后90℃放置5天样品室温存放1年后表干时间/min607080邵尔硬度/度191718拉伸强度/mpa1.761.561.53断裂伸长率100％11001200950100％拉伸模量/mpa0.170.150.14由表6可见，本发明制得的硅酮耐候胶，经过高温老化和室温存放1年后，表干时间、硬度、拉伸强度、断裂伸长率和模量等性能的变化值均在10～30％范围内，符合要求。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页12