一种双组分改性硅烷密封胶及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种双组分改性硅烷密封胶及其制备方法。

背景技术：

1、密封胶主要包括聚硫密封胶，硅酮密封胶，聚氨酯密封胶，和硅烷改性聚醚密封胶等。改性硅烷密封胶是近年来开发的一种性能优异的环保密封胶，其综合了聚氨酯密封胶，硅酮密封胶的优点和长处，具有耐候性，耐久性，对环境温度湿度不敏感，可涂饰性，无基材污染等优点，可广泛应用于建筑，交通，航空等多个领域。

2、现有技术中国专利cn114702935b记载了一种低粘度，良好透明度的环保单组分密封胶的制备方法。低粘度的密封胶会限制在各种基材上的应用，且单组份硅烷密封胶具有固化速度一般，机械强度较低，耐热性差等缺点。

3、目前国内商品化的改性硅烷密封胶的拉伸强度和拉伸剪切强度一般低于4mpa。通过对双组分硅烷密封胶进行改性，比如：增加硅烷数目和位置，调节化合物的分子量和化合物之间的配比等可大幅提升改性硅烷密封胶的机械强度。同时，双组分改性硅烷密封胶在粘接强度、本体强度及硬度，固化速度，耐老化性等方面也有提升。双组分改性硅烷密封胶能够广泛应用在航空、汽车、轻工机械制造、电子、建筑物的加固维修、公路机场的修补等领域，有着非常重要的应用前景和现实意义。

技术实现思路

1、本发明开发一种双组分改性硅烷密封胶产品，其双组分改性硅烷密封胶无论在高温，高湿，还是冷热交变的环境中都表现优越的力学性能；且该产品的固化速度快，能提升作业生产效率；同时粘性强度高的特点也可以广泛应用在多种基材中。

2、本发明提供了一种双组分改性硅烷密封胶，按重量份计，由a，b两个组分构成；

3、a组分由以下成分组成：改性硅烷聚合物60-100份、滑石粉10-30份、硅灰石10-30份、粘接促进剂1-5份、交联剂1-5份、触变剂2-8份、固化促进剂3-8份和催化剂0.5-2份；

4、b组分由以下成分组成：环氧树脂20-50份、气相二氧化钛1-5份、氢氧化铝50-100份、环氧甲基硅油1-5份和水0.5-1.5份；

5、所述改性硅烷聚合物由化合物a与化合物b组成；

6、所述化合物a的通式为：

7、

8、其中n为600-1000中的任一整数，r1选自-ch3；r2，r2’独立选自-ch3、-ch2ch3、-och3或-och2ch3；

9、所述化合物b的通式为：

10、

11、其中m为600-1000中的任一整数，r3选自-ch3；r4，r4’独立选自-ch3、-ch2ch3、-och3或-och2ch3；r5选自-ch3或-ch2ch3；r6选自-ch3或-ch2ch3。

12、进一步地，化合物a与化合物b的质量比为1：(0.1-10)，优选为1：1。

13、进一步地，所述滑石粉为微晶滑石粉，其粒径优选为2μm，呈片层结构；所述硅灰石为针状结构硅灰石，粒径优选为3×12μm。

14、进一步地，所述粘接促进剂由化合物c和/或d组成，

15、化合物c为：

16、化合物d为：

17、相较于市场上常用的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，γ-氨丙基甲乙氧基硅烷等低聚性结构粘结剂，本发明选用长碳链作为粘结促进剂，长链的粘结促进剂表现出在强的化学键合性和湿润性，进而改善了密封胶的拉伸强度和模量。

18、进一步地，交联剂优选为甲基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷；所述触变剂优选为聚酰胺、气相二氧化硅、蓖麻油、有机膨润土中的一种或多种。

19、进一步地，固化促进剂优选为化合物2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚；所述催化剂为1,8-二氮杂双环(5,4,0)-7-十一烯和/或新十二酸铋，该催化剂具有良好的催化效果，且因其未添加有机锡类物质作为催化剂而具有环保性，满足欧盟reach要求。

20、所述环氧树脂优选为双酚a型环氧树脂，双酚f型环氧树脂，酚醛型环氧树脂，邻甲酚醛型环氧树脂中的一种或多种。

21、进一步地，所述气相二氧化钛为混晶型二氧化钛，粒径范围为20-22nm，粒径优选为21nm,在4g/cm3的密度下比表面积为45-55m2/g；混晶型二氧化钛包括锐钛矿和金红石两种晶型，重量比为71：29。

22、进一步地，所述氢氧化铝为精制处理后的氢氧化铝。

23、进一步地，所述环氧甲基硅油选自化合物e和/或f；

24、化合物e为：

25、化合物f为：该化合物与改性硅烷聚合物及环氧树脂均具有很好的相容性，可显著提高产品的耐热性和粘结力。

26、本发明还提供了一种双组分改性硅烷密封胶的制备方法，包括以下步骤：

27、s1、将所述改性硅烷聚合物，滑石粉，硅灰石混合均匀得到混合料，把上述得到的混合料，在干燥的惰性气体保护气氛下加入触变剂，固化促进剂，粘接促进剂，交联剂，催化剂混合一定时间至混合均匀，得到a组分。

28、s2、将所述环氧树脂，气相二氧化钛，氢氧化铝，环氧甲基硅油，水在真空条件下混合均匀，得到b组分。

29、s3、将s1,s2所得a,b组分，真空脱泡处理，按规格密封包装，得到所述双组分改性硅烷密封胶。

30、进一步地，在s1中，改性硅烷聚合物，滑石粉和硅灰石在混合过程中，温度优选为100-120℃，例如100，110，120℃等，包括但不限于上述列举所述温度。真空度优选为0.085-0.095mpa，例如0.085，0.090，0.095mpa等，包括但不限于上述列举所述真空度。混合时间优选为3-6h，例如3，4，5，6h等，包括但不限于上述所列举时间。

31、进一步地，在s1中，还包括把混合料的温度降温到40℃以下，例如40℃，39℃，35℃，30℃等，包括但不限于上述所列举温度。

32、进一步地，在s2中，氢氧化铝是经过精制处理的，具体的制备方法如下：

33、按重量份计，将100份氢氧化铝粉末和180-220份水混合后过滤，得到滤饼；将所述滤饼再次加入到180-220份的水中混合，优选90-100℃的温度下保持2-4h后过滤；经过沸水处理过的滤饼在100-110℃的条件下干燥4-6h后进行粉碎处理；取80-120份所述干燥后粉碎的氢氧化铝中加入1份乙烯基三甲氧基硅烷，在95-100℃的温度下保持0.5-1.5h，得到精制氢氧化铝粉末。

34、精制氢氧化铝的过程除掉了水溶性不溶物，在制备过程中加入了乙烯基三甲氧基硅烷的有机溶剂做疏水处理，可以改善固化后密封胶的耐水性，同时在高湿环境中保持良好的高压电绝缘性，并具有较好的导热性和阻燃性。

35、双组分改性硅烷密封胶的制备方法操作简单，体系环保，是一种适合大规模生产密封胶的工艺流程。

36、本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：

37、1.选用大分子链的聚醚链段和聚丙烯酸酯链段相互交联固化，两者化合物交联固化的网络更复杂，且水解后暴露出更多的羟基和羧基，增加了力学性能和粘结力。

38、2.片状结构微晶型滑石粉比表面积较常规市售滑石粉高30％，赋予产品良好的气体阻隔性，优异的补强效果和阻燃协效性。针状硅灰石因其特殊的针状结构，其补强效果较常规填料更优异。

39、3.采用特殊的粘接促进剂，化合物c和d区别于常见的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，γ-氨丙基甲乙氧基硅烷等低聚性结构，表现更长的烷基链，在增加化学键合性和湿润性的同时还改善了密封胶的拉伸强度和模量，具有长期耐候，耐湿热性，不泛黄，无瑕疵的特点。

40、4.采用环氧甲基硅油添加到双组分改性硅烷的配方中，该化合物e和f与改性硅烷聚合物及环氧树脂均具有良好的相容性，可显著提高产品的耐热性和粘结力。