一种轻质、低气密性双组份硅酮密封胶及其制备方法与流程

1.本发明涉及密封胶技术领域，更具体地说，是涉及一种轻质、低气密性双组份硅酮密封胶及其制备方法。


背景技术：

2.中空玻璃是目前已普遍应用于商业写字楼、大型商场、高层住宅等建筑物的一种节能玻璃，具有优良的隔热、隔音性能且美观实用。中空玻璃是由两片(或以上)玻璃与间隔条粘结而成，密封类型主要采用胶条法和胶接法两种，而目前采用较多的是胶接法密封结构中的双道密封结构：两片玻璃由间隔条隔开，间隔条与玻璃之间用丁基胶进行靠前道密封，在间隔条内部填充分子筛，玻璃边缘与间隔条外侧形成的缝隙用二道密封胶进行密封。
3.一道密封胶所起的作用是阻止水气或惰性气体进出空腔，一般使用丁基胶，因为丁基胶的水气透过率和惰性气体透过率都非常低。但是丁基胶本身粘结强度低，弹性小，必须靠二道密封胶对整体结构进行固定，将玻璃板块与间隔条粘结在一起，使中空玻璃在承受荷载时，一道密封胶能保持良好的密封效果，同时整体结构不受影响。
4.中空玻璃二道密封胶主要有聚硫、聚氨酯和硅酮三类，目前国内市场上以聚硫和硅酮为主，聚氨酯类在国内出现较晚，应用较少。
5.硅酮密封胶是指以聚硅氧烷为主要原料的一种密封胶。硅酮密封胶的高分子链主要由si—o—si组成，在固化过程中交联行成网状的si—o—si骨架结构。si—o键键能(444kj/mol)很高，不仅远大于其它聚合物键能，而且还大于紫外线能量(399kj/mol)。硅酮密封胶的分子结构使得硅酮密封胶具有优异的耐高低温性能、耐候性能和耐紫外老化性能等优点，同时吸水率低；用于中空玻璃缺点是气体渗透率较高。
6.现有技术中：专利授权公告号：cn 106190013 b，专利名称：一种中空玻璃用硅树脂型双组分弹性硅酮密封胶及其制备方法，授权公告日：2019年12月17日。该发明加入柔性烷氧基硅树脂和mq硅树脂协同作用，使所制备的硅酮密封胶具有优异的弹性、抗冲击性能、持久高强度的粘接性能、高剥离强度、高机械强度、耐高低温性、耐候性、压缩永久变形小等性能。但不能改变硅酮密封胶气体渗透率高的缺点。
7.专利申请号：21610982507.0，专利名称：一种双组分除异味中空玻璃硅酮密封胶，申请日：2016年11月9日。该发明的产品具有良好的除味效果和较强的粘接强度，经检测甲醇和乙醇等小分子醇类物质约1％左右，粘接强度可达0.86mpa。同样不能改变硅酮密封胶气体渗透率高的缺点。
8.专利授权公告号：cn111057516b，专利名称：一种可高温固化型硅酮结构密封胶及其应用，授权公告日：2021年12月3日。该发明在组分b中加入改性树脂可以提高密封胶的活性。但其添加在组分b中，会造成密封胶的贮存性不佳。


技术实现要素：

9.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轻质、低气密性双组份硅酮密封胶及其制
备方法，本发明提供的轻质、低气密性双组份硅酮密封胶密度小，均匀性好，粘附性、粘接强度和硬度高且气密性好。
10.本发明提供了一种轻质、低气密性双组份硅酮密封胶，由组分a和组分b组成；
11.组分a由包括以下组分的原料制备而成：
12.端羟基聚二甲基硅氧烷50～200重量份；
13.乙烯基聚二甲基硅氧烷10～60重量份；
14.聚醚多元醇10～60重量份；
15.硅油10～60重量份；
16.硅烷封端聚氨酯聚合物10～30重量份；
17.中空玻璃微珠20～80重量份；
18.填料10～150重量份；
19.组分b由包括以下组分的原料制备而成：
20.硅油50～150重量份；
21.中空玻璃微珠20～80重量份；
22.炭黑0.5～25重量份；
23.填料10～150重量份；
24.交联剂10～50重量份；
25.偶联剂1～10重量份；
26.催化剂0.1～10重量份；
27.所述中空玻璃微珠的密度为0.12～0.7g/cm3，粒径为5～100μm。
28.优选的，所述端羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为3000～100000cp。
29.优选的，所述乙烯基聚二甲基硅氧烷为端基乙烯基聚二甲基硅氧烷，粘度为200～1000cp。
30.优选的，所述聚醚多元醇选自聚醚二元醇和/或聚醚三元醇；所述聚醚二元醇的分子量为1000～5000g/mol；所述聚醚三元醇的分子量为500～6000g/mol。
31.优选的，所述硅油的粘度为100～500cp。
32.优选的，所述硅烷封端聚氨酯聚合物选自spur 1050mm、spur 1015lm、spur y-15987中的一种或多种。
33.优选的，所述填料选自碳酸钙、高岭土、滑石粉、气相二氧化硅、云母粉中的一种或多种。
34.优选的，所述炭黑的比表面积为100～130m2/g。
35.优选的，所述交联剂选自多烷氧基硅烷、多丁酮肟基硅烷、多乙酰氧基硅烷、多胺基硅烷、多酰胺基硅烷、多异丙烯氧基硅烷中的一种或多种；
36.所述偶联剂为带有氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基和甲基丙乙烯酰氧基中至少一种基团的硅烷偶联剂；
37.所述催化剂选自有机锡类催化剂和/或有机铋类催化剂。
38.本发明还提供了一种上述技术方案所述的轻质、低气密性双组份硅酮密封胶的制备方法，包括以下步骤：
39.a)将中空玻璃微珠、填料和炭黑在100～110℃干燥箱内烘干3～5h；
40.b)将乙烯基聚二甲基硅氧烷、聚醚多元醇分别在110℃～120℃条件下，抽真空脱水2～3h；然后将乙烯基聚二甲基硅氧烷缓慢加入聚醚多元醇中，在80～100℃条件下，抽真空反应2～3h，得到聚醚多元醇接枝乙烯基聚二甲基硅氧烷；
41.c)将端羟基聚二甲基硅氧烷、聚醚多元醇接枝乙烯基聚二甲基硅氧烷、硅油、硅烷封端聚氨酯聚合物加入双行星搅拌机中以20～40hz的转速搅拌混合5～10min；再加入烘干后的填料，以20～40hz搅拌3～10min，切换成高速30～50hz搅拌，开启真空，在真空度为0.09
±
0.05mpa的真空条件下继续搅拌1～2h；然后加入烘干后的中空玻璃微珠，以20～30hz搅拌3～10min，开启真空，在真空度为0.09
±
0.05mpa的真空条件下以20～30hz的转速继续搅拌10～30min；最后充入氮气出胶至包装瓶，得到组分a；
42.d)将硅油和烘干后的填料加入双行星搅拌机中，以20～40hz搅拌3～10min，切换成高速30～50hz搅拌，开启真空，在真空度为0.09
±
0.05mpa的真空条件下继续搅拌1～2h；再加入交联剂，在真空度为0.09
±
0.05mpa下以30～50hz的转速继续搅拌10～30min；然后加入偶联剂和催化剂，在真空度为0.09
±
0.05mpa下以30～50hz的转速继续搅拌10～30min；之后加入烘干后的中空玻璃微珠，以20～30hz搅拌3～10min，开启真空，在真空度为0.09
±
0.05mpa真空条件下以20～30hz的转速继续搅拌10～30min；最后充入氮气出胶至包装瓶，得到组分b；完成轻质、低气密性双组份硅酮密封胶的制备。
43.本发明提供了一种轻质、低气密性双组份硅酮密封胶，由组分a和组分b组成；组分a由包括以下组分的原料制备而成：端羟基聚二甲基硅氧烷50～200重量份；乙烯基聚二甲基硅氧烷10～60重量份；聚醚多元醇10～60重量份；硅油10～60重量份；硅烷封端聚氨酯聚合物10～30重量份；中空玻璃微珠20～80重量份；填料10～150重量份；组分b由包括以下组分的原料制备而成：硅油50～150重量份；中空玻璃微珠20～80重量份；炭黑0.5～25重量份；填料10～150重量份；交联剂10～50重量份；偶联剂1～10重量份；催化剂0.1～10重量份；所述中空玻璃微珠的密度为0.12～0.7g/cm3，粒径为5～100μm。与现有技术相比，本发明提供的轻质、低气密性双组份硅酮密封胶采用特定含量的特定组分，实现整体较好的相互作用，产品密度小，均匀性好，粘附性、粘接强度和硬度高且气密性好，能够解决现有双组份硅酮密封胶用于中空玻璃二道密封胶时，存在密度大、不易混合均匀、气密性较聚硫密封胶、聚氨酯密封胶差等问题。
44.另外，本发明提供的制备方法工艺简单，条件温和、易控，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.本发明提供了一种轻质、低气密性双组份硅酮密封胶，由组分a和组分b组成；
47.组分a由包括以下组分的原料制备而成：
48.端羟基聚二甲基硅氧烷50～200重量份；
49.乙烯基聚二甲基硅氧烷10～60重量份；
50.聚醚多元醇10～60重量份；
51.硅油10～60重量份；
52.硅烷封端聚氨酯聚合物10～30重量份；
53.中空玻璃微珠20～80重量份；
54.填料10～150重量份；
55.组分b由包括以下组分的原料制备而成：
56.硅油50～150重量份；
57.中空玻璃微珠20～80重量份；
58.炭黑0.5～25重量份；
59.填料10～150重量份；
60.交联剂10～50重量份；
61.偶联剂1～10重量份；
62.催化剂0.1～10重量份；
63.所述中空玻璃微珠的密度为0.12～0.7g/cm3，粒径为5～100μm。
64.在本发明中，组分a由包括以下组分的原料制备而成：
65.端羟基聚二甲基硅氧烷50～200重量份；
66.乙烯基聚二甲基硅氧烷10～60重量份；
67.聚醚多元醇10～60重量份；
68.硅油10～60重量份；
69.硅烷封端聚氨酯聚合物10～30重量份；
70.中空玻璃微珠20～80重量份；
71.填料10～150重量份；
72.优选由以下组分的原料制备而成：
73.端羟基聚二甲基硅氧烷70～80重量份；
74.乙烯基聚二甲基硅氧烷30重量份；
75.聚醚多元醇10重量份；
76.硅油20重量份；
77.硅烷封端聚氨酯聚合物20～30重量份；
78.中空玻璃微珠30～40重量份；
79.填料80～100重量份。
80.在本发明中，所述端羟基聚二甲基硅氧烷的粘度优选为3000～100000cp，更优选为80000cp。本发明对所述端羟基聚二甲基硅氧烷的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
81.在本发明中，所述乙烯基聚二甲基硅氧烷优选为端基乙烯基聚二甲基硅氧烷，粘度优选为200～1000cp，更优选为500cp。本发明对所述端基乙烯基聚二甲基硅氧烷的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
82.在本发明中，所述聚醚多元醇优选选自聚醚二元醇和/或聚醚三元醇，更优选为聚醚二元醇；所述聚醚二元醇的分子量优选为1000～5000g/mol，更优选为1000g/mol；所述聚醚三元醇的分子量优选为500～6000g/mol。本发明对所述聚醚多元醇的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
83.在本发明中，上述乙烯基聚二甲基硅氧烷和聚醚多元醇能够形成聚醚多元醇接枝乙烯基聚二甲基硅氧烷，本发明加入聚醚多元醇接枝乙烯基聚二甲基硅氧烷，能够改善双组分硅酮密封胶的表面亲水性，从而提高其粘附性。
84.在本发明中，所述硅油的粘度优选为100～500cp，更优选为500cp。本发明对所述硅油的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
85.在本发明中，所述硅烷封端聚氨酯聚合物优选选自spur 1050mm、spur1015lm、spur y-15987中的一种或多种，更优选为spur 1050mm。在本发明中，所述硅烷封端聚氨酯聚合物是有机硅低聚物与聚氨酯树脂共同制成的一类改性树脂，其具有高强度，高断裂伸长率，低水蒸气透过率的优点，在现有的端羟基聚二甲基硅氧烷固化体系中引入硅烷封端聚氨酯聚合物，可以提高密封胶的硬度、拉伸强度，降低水蒸气透过率。本发明加入硅烷封端聚氨酯聚合物，可以有效提高双组分硅酮密封胶的粘接强度和硬度，同时降低气密性。本发明对所述硅烷封端聚氨酯聚合物的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
86.本发明在a组分加入硅烷封端聚氨酯聚合物，硅烷封端聚氨酯聚合物与端羟基聚二甲基硅氧烷相容性佳，可以有效提高双组分硅酮密封胶的粘接强度和硬度，同时降低气密性。
87.在本发明中，所述中空玻璃微珠的密度优选为0.12～0.7g/cm3，更优选为0.4～0.48g/cm3，粒径优选为5～100μm，更优选为30～40μm(d90)。本发明加入中空玻璃微珠，可以增加密封胶的流动性，促进混合均匀，降低密度。本发明对所述中空玻璃微珠的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
88.在本发明中，所述填料优选选自碳酸钙、高岭土、滑石粉、气相二氧化硅、云母粉中的一种或多种，更优选为碳酸钙；在本发明优选的实施例中，所述填料为硬脂酸处理纳米碳酸钙。本发明对所述填料的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
89.在本发明中，组分b由包括以下组分的原料制备而成：
90.硅油50～150重量份；
91.中空玻璃微珠20～80重量份；
92.炭黑0.5～25重量份；
93.填料10～150重量份；
94.交联剂10～50重量份；
95.偶联剂1～10重量份；
96.催化剂0.1～10重量份；
97.优选由以下组分的原料制备而成：
98.硅油80重量份；
99.中空玻璃微珠40～50重量份；
100.炭黑8重量份；
101.填料80～100重量份；
102.交联剂20重量份；
103.偶联剂5重量份；
104.催化剂1重量份。
105.在本发明中，所述硅油、中空玻璃微珠和填料与上述技术方案中的相同，在此不再赘述。
106.在本发明中，所述炭黑优选为mpc，比表面积优选为100～130m2/g，更优选为110m2/g。本发明对所述炭黑的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
107.在本发明中，所述交联剂优选选自多烷氧基硅烷、多丁酮肟基硅烷、多乙酰氧基硅烷、多胺基硅烷、多酰胺基硅烷、多异丙烯氧基硅烷中的一种或多种，更优选为甲基三丁酮肟基硅烷；所述偶联剂优选为带有氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基和甲基丙乙烯酰氧基中至少一种基团的硅烷偶联剂，更优选为kh560；所述催化剂优选选自有机锡类催化剂和/或有机铋类催化剂，更优选为二月桂酸二丁基锡。本发明对所述交联剂、偶联剂和催化剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
108.本发明提供的轻质、低气密性双组份硅酮密封胶采用特定含量的特定组分，实现整体较好的相互作用，尤其是引入特定条件及参数限定的中空玻璃微珠，所述中空玻璃微珠是空心球体，真密度远远低于碳酸钙等填料，加入密封胶后会有效降低其密度，减低中空玻璃自重，同时，中空玻璃微珠是光滑的球体，相比其他形状的填料，会增加密封胶组分a、组分b的流动性，在混合的过程中使组分a、组分b更佳容易混合均匀；在此基础上产品密度小，均匀性好，粘附性、粘接强度和硬度高且气密性好，能够解决现有双组份硅酮密封胶用于中空玻璃二道密封胶时，存在密度大、不易混合均匀、气密性较聚硫密封胶、聚氨酯密封胶差等问题。
109.本发明还提供了一种上述技术方案所述的轻质、低气密性双组份硅酮密封胶的制备方法，包括以下步骤：
110.a)将中空玻璃微珠、填料和炭黑在100～110℃干燥箱内烘干3～5h；
111.b)将乙烯基聚二甲基硅氧烷、聚醚多元醇分别在110℃～120℃条件下，抽真空脱水2～3h；然后将乙烯基聚二甲基硅氧烷缓慢加入聚醚多元醇中，在80～100℃条件下，抽真空反应2～3h，得到聚醚多元醇接枝乙烯基聚二甲基硅氧烷；
112.c)将端羟基聚二甲基硅氧烷、聚醚多元醇接枝乙烯基聚二甲基硅氧烷、硅油、硅烷封端聚氨酯聚合物加入双行星搅拌机中以20～40hz的转速搅拌混合5～10min；再加入烘干后的填料，以20～40hz搅拌3～10min，切换成高速30～50hz搅拌，开启真空，在真空度为0.09
±
0.05mpa的真空条件下继续搅拌1～2h；然后加入烘干后的中空玻璃微珠，以20～30hz搅拌3～10min，开启真空，在真空度为0.09
±
0.05mpa的真空条件下以20～30hz的转速继续搅拌10～30min；最后充入氮气出胶至包装瓶，得到组分a；
113.d)将硅油和烘干后的填料加入双行星搅拌机中，以20～40hz搅拌3～10min，切换成高速30～50hz搅拌，开启真空，在真空度为0.09
±
0.05mpa的真空条件下继续搅拌1～2h；再加入交联剂，在真空度为0.09
±
0.05mpa下以30～50hz的转速继续搅拌10～30min；然后加入偶联剂和催化剂，在真空度为0.09
±
0.05mpa下以30～50hz的转速继续搅拌10～30min；之后加入烘干后的中空玻璃微珠，以20～30hz搅拌3～10min，开启真空，在真空度为0.09
±
0.05mpa真空条件下以20～30hz的转速继续搅拌10～30min；最后充入氮气出胶至包装瓶，得到组分b；完成轻质、低气密性双组份硅酮密封胶的制备。
114.本发明提供的制备方法工艺简单，条件温和、易控，具有广阔的应用前景。
115.本发明提供了一种轻质、低气密性双组份硅酮密封胶，由组分a和组分b组成；组分
a由包括以下组分的原料制备而成：端羟基聚二甲基硅氧烷50～200重量份；乙烯基聚二甲基硅氧烷10～60重量份；聚醚多元醇10～60重量份；硅油10～60重量份；硅烷封端聚氨酯聚合物10～30重量份；中空玻璃微珠20～80重量份；填料10～150重量份；组分b由包括以下组分的原料制备而成：硅油50～150重量份；中空玻璃微珠20～80重量份；炭黑0.5～25重量份；填料10～150重量份；交联剂10～50重量份；偶联剂1～10重量份；催化剂0.1～10重量份；所述中空玻璃微珠的密度为0.12～0.7g/cm3，粒径为5～100μm。与现有技术相比，本发明提供的轻质、低气密性双组份硅酮密封胶采用特定含量的特定组分，实现整体较好的相互作用，产品密度小，均匀性好，粘附性、粘接强度和硬度高且气密性好，能够解决现有双组份硅酮密封胶用于中空玻璃二道密封胶时，存在密度大、不易混合均匀、气密性较聚硫密封胶、聚氨酯密封胶差等问题。
116.另外，本发明提供的制备方法工艺简单，条件温和、易控，具有广阔的应用前景。
117.为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例中所用的原料均为市售商品。
118.实施例1
119.本实施例提供的轻质、低气密性双组份硅酮密封胶的配方组成见下表：
[0120][0121][0122]
具体制备方法如下：
[0123]
(1)将中空玻璃微珠、填料和炭黑在100～110℃干燥箱内烘干4h。
[0124]
(2)乙烯基聚二甲基硅氧烷、聚醚二元醇分别在110℃～120℃条件下，抽真空脱水2.5h。将乙烯基聚二甲基硅氧烷缓慢加入聚醚二元醇中，在90℃条件下，抽真空反应2.5h，得到聚醚二元醇接枝乙烯基聚二甲基硅氧烷。
[0125]
(3)将端羟基聚二甲基硅氧烷、聚醚二元醇接枝乙烯基聚二甲基硅氧烷、硅油、硅烷封端聚氨酯聚合物加入双行星搅拌机中以30hz的转速搅拌混合8min；再加入烘干后的填料，以30hz搅拌6min，切换成高速40hz搅拌，开启真空，在真空条件(真空度为0.09
±
0.05mpa)下继续搅拌1.5h；然后加入烘干后的中空玻璃微珠，以25hz搅拌6min，开启真空，在真空条件(真空度为0.09
±
0.05mpa)下以25hz的转速继续搅拌20min；最后充入氮气出胶至包装瓶，即得到a组份产品。
[0126]
(4)将硅油和烘干后的填料加入双行星搅拌机中，以30hz搅拌6min，切换成高速40hz搅拌，开启真空，在真空条件(真空度为0.09
±
0.05mpa)下继续搅拌1.5h；再加入交联剂，在真空度为0.09
±
0.05mpa下以40hz的转速继续搅拌20min；然后加入偶联剂和催化剂，在真空度为0.09
±
0.05mpa下以40hz的转速继续搅拌20min；之后加入烘干后的中空玻璃微珠，以25hz搅拌5min，开启真空，在真空条件(真空度为0.09
±
0.05mpa)下以25hz的转速继续搅拌20min；最后充入氮气出胶至包装瓶，即得到b组份产品；完成轻质、低气密性双组份硅酮密封胶的制备。
[0127]
实施例2
[0128]
本实施例提供的轻质、低气密性双组份硅酮密封胶的配方组成见下表：
[0129]
[0130][0131]
具体制备方法同实施例1，得到轻质、低气密性双组份硅酮密封胶。
[0132]
实施例3
[0133]
本实施例提供的轻质、低气密性双组份硅酮密封胶的配方组成见下表：
[0134]
[0135][0136]
具体制备方法同实施例1，得到轻质、低气密性双组份硅酮密封胶。
[0137]
对比例1
[0138]
配方组成见下表：
[0139][0140]
具体制备方法同实施例1，得到双组份硅酮密封胶。
[0141]
对比例2
[0142]
配方组成见下表：
[0143][0144]
具体制备方法同实施例1，得到双组份硅酮密封胶。
[0145]
对实施例1～3提供的轻质、低气密性双组份硅酮密封胶及对比例1～2提供的双组份硅酮密封胶的各项性能进行测试，其中，挤出性测试方法：10：1混合胶管，体积345ml，混合嘴24节，气压设置为0.34mpa，测试时间为1min,测试五组数据，求算术平均值。
[0146]
结果见下表：
[0147][0148]
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。