一种耐燃油低模量道桥填缝硅酮密封胶及其制备方法与流程

本发明属于硅酮密封胶，具体涉及一种耐燃油低模量道桥填缝硅酮密封胶及其制备方法。

背景技术：

1、伸缩缝是水泥混凝土道面的重要组成部分，设置它的主要目的是适应温度变化和地基不均匀沉陷等引起的变形。水泥混凝土在硬化过程中，将产生一定的收缩变形，而硬化后的混凝土由于温度的升降也将引起膨胀和收缩，这些变形会使水泥板内产生过大的应力，造成断裂或拱胀等破坏。为避免这些破坏的发生，要求伸缩缝嵌缝密封胶伸长率高、模量低和对混凝土有良好的粘接性。

2、硅酮耐候密封胶便是一种常用的接缝密封胶，硅酮耐候密封胶以线型聚硅氧烷为主要原料生产，其主链主要有si-o-si键组成，在固化过程中交联剂和基础聚合物反应形成三维网状的弹性体，而且si-o-si键键能高于紫外线键能，因此硅酮耐候密封胶相对于其他种类的密封胶而言，具有优异的粘结性、耐候性和抗紫外线，因而广泛应用于建筑领域。在进行接缝设计时，硅酮耐候密封胶的位移等级和耐久性是目前考虑得比较多的性能，良好的抗位移能力可以保证耐候胶处于拉伸或压缩状态时依然能够维持良好的粘结性能，保持良好的密封状态。而对于某些可能接触燃油的特殊场景如机场跑道伸缩缝、加油站混凝土路面伸缩缝、汽车停车场路面伸缩缝等，对填缝胶的耐油性有着较高的要求。耐油性较差的硅酮密封胶若长时间接触或浸泡于燃油、机油等极性物质，可能会出现溶胀现象使密封胶弹性和强度下降，从而导致接缝密封失效，雨水渗漏至混凝土接缝底部，引起地基流失、塌陷或结冰膨胀，严重影响交通安全。

3、目前对于耐油性的硅酮密封胶的研究较多，例如中国专利cn 114989780b公开了一种耐油型硅酮密封胶及其制备方法和应用，使用α，ω-二羟基聚甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷为基础聚合物，与耐油填料、交联剂、耐油助剂、偶联剂、催化剂混合制备了耐油性硅酮密封胶。该发明提高了硅酮密封胶的耐油性，减少耐油性填料的添加量，同时提高补强填料的添加量，使该硅酮密封胶在不影响耐油效果的前提下，提高力学性能。但是该发明制得的耐油型硅酮密封胶拉伸强度较高、伸长率较低，不适用于混凝土接缝密封。中国专利cn116042174a公开了一种耐油型硅酮密封胶及其制备方法和应用，其采用有机硅树脂、轻质碳酸钙、白炭黑、钛白粉、凹凸棒土等物质制备得到适用于建筑密封、电气密封、电子密封以及汽车零部件密封领域中的硅酮密封胶，但其不适用于混凝土接缝密封。而目前市面上使用的道路填缝硅酮密封胶虽然都具有低模量、高弹性粘结性好等优点，如cn104357005b、cn108084955b、kr102493275b1、cn112760077a、cn112375538a、cn1242014c等公开的用于混凝土路面或裂缝的硅酮密封胶，都只关注了硅酮密封胶在浸水、热处理、冷拉热压等情况后出现的粘结开裂问题，但是对于耐燃油性的重视度远远不够。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提供一种耐燃油低模量道桥填缝硅酮密封胶及其制备方法，通过使用α，ω-二羟基聚三氟丙基甲基硅氧烷为基础聚合物，选择合适的增塑剂、扩链剂提高密封胶弹性，降低模量，制备出一种低模量、高弹性、高回弹率、高粘接性、高耐油性的道桥填缝硅酮密封胶，以满足普通混凝土接缝和某些可能遭燃油污染的伸缩缝等特殊应用场景。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种耐燃油低模量道桥填缝硅酮密封胶，由以下重量份原料组成：

3、

4、优选的，所述基础聚合物为α，ω-二羟基聚三氟丙基甲基硅氧烷，其在25℃时粘度为20000-200000mpa·s；

5、优选的，所述第一增塑剂为二甲基硅油，其在25℃时的粘度50-1000mpa·s；

6、优选的，所述第二增塑剂为月桂酸异辛酯、月桂酸异戊酯、月桂酸异癸酯中的任一种；

7、优选的，所述扩链剂为二甲基二丁酮肟基硅烷、甲基乙烯基二丁酮肟基硅烷、二甲基二丙酮肟基硅烷和甲基乙烯基二丙酮肟基硅烷中的任一种；

8、优选的，所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷和乙烯基三丁酮肟基硅烷的混合物，质量比为4：1；

9、优选的，所述有机锡催化剂为二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡中的任一种。

10、优选的，所述碳酸钙混合物为活性纳米碳酸钙与活性重质碳酸钙的混合物。

11、进一步优选的，所述活性纳米碳酸钙与活性重质碳酸钙的质量比为1.5-3：1，含水量小于0.3％。

12、优选的，所述改性硅微粉为经六甲基二硅氮烷改性的硅微粉，所述六甲基二硅氮烷的用量为硅微粉质量的0.5％，改性方法为氮气保护下搅拌3h，转速150rpm。

13、进一步优选的，所述改性硅微粉的粒径为2-10μm。

14、优选的，所述硅烷偶联剂由γ-氨丙基三乙氧基硅烷与与硅烷类物质复配而得。

15、进一步优选的，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷与硅烷类物质的质量比为4-7:1，所述硅烷类物质n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-β氨乙基γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、环氧丙基三乙氧基硅烷和巯丙基三甲氧基硅烷中的任一种。

16、进一步优选的，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷与复配物质的质量比为4-7:1。

17、本发明还提供一种耐燃油低模量道桥填缝硅酮密封胶的制备方法，包括以下步骤：

18、(1)制备碳酸钙混合物；

19、(2)制备改性硅微粉；

20、(3)在捏合机中按比例投入基础聚合物、第一增塑剂、第二增塑剂、碳酸钙、改性硅微粉，在真空捏合，冷却至室温后得到基料；

21、(4)制备复配硅烷偶联剂；

22、(5)将基料、扩链剂投入行星搅拌机，真空搅拌进行扩链；

23、(6)扩链完成后按比例加入交联剂、硅烷偶联剂、锡类催化剂，真空搅拌得到耐燃油低模量道桥填缝硅酮密封胶。

24、优选的，步骤(3)所述的真空捏合的反应温度为100-120℃，真空度为0.08-0.1mpa；

25、优选的，步骤(5)和步骤(6)的搅拌温度为40-50℃，真空度为0.08-0.1mpa。

26、本发明的有益效果在于：使用α，ω-二羟基聚三氟丙基甲基硅氧烷作为基础聚合物，其硅氧烷链段上的三氟丙基基团提高了聚合物主链的耐油性能；搭配使用二甲基硅油作为第一增塑剂，月桂酸酯作为第二增塑剂，降低了聚合物分子间作用力，提高了分子链的移动性，从而降低硅酮密封胶的模量，提高伸长率；使用扩链剂降低交联密度，进一步降低密封胶的模量，提高伸长率，从而得到一种硅酮密封胶，使其可以在-20℃下仍可以保证较高的拉伸模量，在定伸150％下不发生破坏，具有较强力学性能，同时弹性回复率可以达到86％以上、浸水光照一端时间后无粘接破坏，性能优越。

27、本发明制备的硅酮密封胶在经过92#汽油或和航空煤油7天浸泡处理后，拉伸强度、伸长率、弹性回复率以及定伸150％粘结性均不发生显著下降，相比较与对比例制备得到的硅酮密封胶具有耐燃油的性能，可以作为道桥填缝硅酮密封胶从而广泛应用于各种混凝土设施接缝以及受油污污染的特殊场景。