一种建筑用环保型胶粘剂及其制备方法与流程

文档序号:37348244发布日期:2024-03-18 18:25阅读:16来源:国知局

本发明涉及硅酮胶领域,尤其是涉及一种建筑用环保型胶粘剂及其制备方法。


背景技术:

1、硅酮胶是一种类似软膏,一旦接触空气中的水分就会固化成一种坚韧的橡胶类固体的材料,主要分为脱醋酸型,脱醇型,脱氨型,脱丙型;硅酮胶因为常被用于玻璃方面的粘接和密封,所以俗称玻璃胶。

2、现有的在玻璃幕墙的金属和玻璃间的结构通常采用硅酮胶作为胶粘剂进行粘合装配,硅酮胶具有良好的弹性和耐热性能,然而硅酮胶的拉伸强度相对较低,若粘结材料在需要承受较大的拉力的应用中,容易出现断裂,容易引发严重的安全问题。


技术实现思路

1、为了提高胶粘剂的拉伸强度,本技术提供了一种建筑用环保型胶粘剂及其制备方法。

2、第一方面,本技术提供的一种建筑用环保型胶粘剂采用如下的技术方案:

3、一种建筑用环保型胶粘剂,包括以下重量份原料制成:端羟基聚二甲基硅氧烷15-25份;改性甲基三甲氧基硅烷20-40份;乙烯基三甲氧基硅烷10-20份;二月桂酸二丁基锡2-8份;硅烷偶联剂5-15份;填料10-20份;硅酸乙酯5-15份;所述改性甲基三甲氧基硅烷包括以下原料制成:甲基三甲氧基硅烷、三氟丙基三甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、催化剂和正庚烷。

4、通过采用上述技术方案,乙烯基三甲氧基硅烷作为交联剂,可以为端羟基聚二甲基硅氧烷提供锚固力,进而达到固化成膜的效果,再与改性后的甲基三甲氧基硅烷和填料结合产生良好的协同作用,使胶粘剂具有良好的力学性能和耐候性能,硅酸乙酯起到稀释调控反应速率的作用,从而使胶粘剂具有良好的拉伸强度。

5、优选的,所述改性甲基三甲氧基硅烷的改性方法为:将5-15重量份三氟丙基三甲基环三硅氧烷、2-8重量份八甲基环四硅氧烷和15-25重量份甲基三甲氧基硅烷混合加热搅拌,再加入0.5-1.5重量份三氟甲磺酸催化剂继续加热反应,加入正庚烷中和后过滤、蒸馏,得到改性甲基三甲氧基硅烷。

6、通过采用上述技术方案,三氟丙基三甲基环三硅氧烷中含有氟基团,在三氟甲磺酸的催化作用下接枝在八甲基环四硅氧烷上,再与甲基三甲氧基硅烷混合后得到改性甲基三甲氧基硅烷,可以更好的与组分中端羟基聚二甲基硅氧烷结合,使胶粘剂具有更优的力学性能和耐久性。

7、优选的,所述三氟丙基三甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷和甲基三甲氧基硅烷的重量配比为1:(0.24-0.36):(2.1-2.4)。

8、通过采用上述技术方案,三氟丙基三甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷和甲基三甲氧基硅烷在特定的重量配比上产生协同作用,更大程度提高胶粘剂的稳定性和耐候性。

9、优选的,所述填料包括白炭黑、纳米碳酸钙、重质碳酸钙中的一种或多种。

10、通过采用上述技术方案,选用上述的填料可以均匀分散在各组分中,在体系中可以填充增容的同时还可以发挥一定的补强作用,提高胶粘剂的力学性能。

11、优选的,所述重质碳酸钙为改性重质碳酸钙,所述改性重质碳酸钙的制备方法为:将3-6重量份玉米纤维素与30-50重量份水、60-80重量份无水乙醇混合超声,再加入3-9重量份硬脂酸加热继续超声搅拌,离心、洗涤干燥后得到备用物;将4-8重量份豌豆淀粉与20-40重量份蒸馏水、5-10重量份甘油、10-20重量份重质碳酸钙和备用物加热混合均匀,静置后过滤干燥,得到所述改性重质碳酸钙。

12、通过采用上述技术方案,硬脂酸对玉米纤维素进行改性处理,生成酯键,提高玉米纤维的疏水性,限制水分渗透,在一定程度上提高了重质碳酸钙的机械性能和阻隔性能;改性后的重质碳酸钙与白炭黑和纳米碳酸钙可以均匀分散在胶粘剂各原料组分中,同时改性重质碳酸钙具有较强的附着力,提高胶粘剂的力学性能。

13、优选的,所述玉米纤维素、豌豆淀粉和重质碳酸钙的重量配比为(0.34-0.38):(0.28-0.3):1。

14、通过采用上述技术方案,当玉米纤维素、豌豆淀粉和重质碳酸钙在特定的重量配比时,三者共同配合,在物理混合下豌豆淀粉使玉米纤维素紧密附着在重质碳酸钙表面,使重质碳酸钙结构致密,氢键作用增强,具有良好的机械性能,进而提高胶粘剂的机械性能和稳定性。

15、优选的,所述白炭黑、纳米碳酸钙和改性重质碳酸钙的重量配比为(0.4-0.6):1:(1.4-1.6)。

16、通过采用上述技术方案,经过改性后的重质碳酸钙与白炭黑和纳米碳酸钙在特定的重量配比上产生协同作用,改性重质碳酸钙的分散作用好,可以降低材料的表面张力,有助于胶粘剂与基材的结合,进而提高胶粘剂的的耐候性。

17、优选的,所述端羟基聚二甲基硅氧烷、改性甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和填料的重量配比为(1.4-1.6):(2.2-2.4):(0.8-1):1。

18、通过采用上述技术方案,当端羟基聚二甲基硅氧烷、改性甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和填料四者在特地的重量配比时,四者产生协同作用,可以有效提高胶粘剂的耐候性,使胶粘剂在使用了一定时间后还可以保持良好的力学性能。

19、优选的,所述硅烷偶联剂为kh550和kh560中的一种。

20、通过采用上述技术方案,选用合适的硅烷偶联剂可以提高各组分之间的分散性和流动性,进而提高胶粘剂的力学强度。

21、第二方面,本技术提供的一种建筑用环保型胶粘剂的制备方法采用如下的技术方案:

22、一种建筑用环保型胶粘剂的制备方法,包括以下步骤:按配比将填料、端羟基聚二甲基硅氧烷、改性甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷投入捏合机中混合均匀;再加入二月桂酸二丁基锡、硅烷偶联剂和硅酸乙酯混合均匀,得到所述胶粘剂。

23、通过采用上述技术方案,将各种原料均匀混合后制得的胶粘剂,具有良好的粘结效果和拉伸强度,且制备步骤简单快捷。

24、综上所述,本技术具有以下有益技术效果:

25、1.乙烯基三甲氧基硅烷作为交联剂,可以为端羟基聚二甲基硅氧烷提供锚固力,进而达到固化成膜的效果,再与改性后的甲基三甲氧基硅烷和填料结合产生良好的协同作用,使胶粘剂具有良好的力学性能和耐候性能,硅酸乙酯起到稀释调控反应速率的作用,从而使胶粘剂具有良好的拉伸强度。

26、 2.三氟丙基三甲基环三硅氧烷中含有氟基团,在三氟甲磺酸的催化作用下接枝在八甲基环四硅氧烷上,再与甲基三甲氧基硅烷混合后得到改性甲基三甲氧基硅烷,可以更好的与组分中端羟基聚二甲基硅氧烷结合,使胶粘剂具有更优的力学性能和耐久性。

27、实施方式

28、 以下结合实施例和对比例对本技术作进一步详细说明。

29、 制备例

30、制备例1

31、一种改性重质碳酸钙的制备方法:

32、将3kg玉米纤维素与30kg水、60kg无水乙醇混合超声30min,再加入3kg硬脂酸加热继续超声30min后升温至80℃进行磁力搅拌8h,在转速为10000r/min的条件下离心10min、用无水乙醇洗涤后转移至烘箱,在温度为50℃的条件下干燥24h后得到备用物;将4kg豌豆淀粉与20kg蒸馏水、5kg甘油、10kg重质碳酸钙和备用物加热至90℃进行水浴加热,混合均匀30min,静置10min后过滤在温度为40℃的条件下干燥24h,得到所述改性重质碳酸钙。

33、制备例2

34、一种改性重质碳酸钙的制备方法:

35、将6kg玉米纤维素与50kg水、80kg无水乙醇混合超声30min,再加入9kg硬脂酸加热继续超声30min后升温至80℃进行磁力搅拌8h,在转速为10000r/min的条件下离心10min、用无水乙醇洗涤后转移至烘箱,在温度为50℃的条件下干燥24h后得到备用物;将8kg豌豆淀粉与40kg蒸馏水、10kg甘油、20kg重质碳酸钙和备用物加热至90℃进行水浴加热,混合均匀30min,静置10min后过滤在温度为40℃的条件下干燥24h,得到所述改性重质碳酸钙。

36、制备例3

37、一种改性重质碳酸钙的制备方法,与制备例2的不同之处在于,玉米纤维素的投入量为5.1kg,豌豆淀粉的投入量为4.2kg,重质碳酸钙的投入量为15kg。

38、制备例4

39、一种改性重质碳酸钙的制备方法,与制备例2的不同之处在于,玉米纤维素的投入量为5.7kg,豌豆淀粉的投入量为4.5kg,重质碳酸钙的投入量为15kg。

40、实施例

41、实施例1

42、一种建筑用环保型胶粘剂的制备方法,

43、将5kg白炭黑、5kg纳米碳酸钙、15kg端羟基聚二甲基硅氧烷、20kg改性甲基三甲氧基硅烷和10kg乙烯基三甲氧基硅烷投入捏合机中均匀啮合200min;再加入2kg二月桂酸二丁基锡、5kg硅烷偶联剂kh550和5kg硅酸乙酯混合均匀15min,得到胶粘剂。

44、改性甲基三甲氧基硅烷的制备方法为:将5kg三氟丙基三甲基环三硅氧烷、2kg八甲基环四硅氧烷和15kg甲基三甲氧基硅烷在氮气氛围下加热至75℃搅拌30min,再加入0.5kg催化剂继续加热反应8h,加入正庚烷中和后过滤、蒸馏,得到改性甲基三甲氧基硅烷。

45、 端羟基聚二甲基硅氧烷选用安徽明怡硅业有限公司,粘度为8000mm2/s。

46、实施例2

47、一种建筑用环保型胶粘剂的制备方法,

48、将10kg白炭黑、10kg重质碳酸钙、25kg端羟基聚二甲基硅氧烷、40kg改性甲基三甲氧基硅烷和20kg乙烯基三甲氧基硅烷投入捏合机中均匀啮合200min;再加入8kg二月桂酸二丁基锡、15kg硅烷偶联剂kh560和15kg硅酸乙酯混合均匀15min,得到胶粘剂。

49、改性甲基三甲氧基硅烷的制备方法为:将5kg三氟丙基三甲基环三硅氧烷、2kg八甲基环四硅氧烷和15kg甲基三甲氧基硅烷在氮气氛围下加热至75℃搅拌30min,再加入0.5kg催化剂继续加热反应8h,加入正庚烷中和后过滤、蒸馏,得到改性甲基三甲氧基硅烷。

50、 端羟基聚二甲基硅氧烷选用安徽明怡硅业有限公司,粘度为8000mm2/s。

51、实施例3

52、一种建筑用环保型胶粘剂的制备方法,

53、将7.5kg纳米碳酸钙、7.5kg重质碳酸钙、20kg端羟基聚二甲基硅氧烷、30kg改性甲基三甲氧基硅烷和15kg乙烯基三甲氧基硅烷投入捏合机中均匀啮合200min;再加入5kg二月桂酸二丁基锡、10kg硅烷偶联剂kh550和10kg硅酸乙酯混合均匀15min,得到胶粘剂。

54、改性甲基三甲氧基硅烷的制备方法为:将5kg三氟丙基三甲基环三硅氧烷、2kg八甲基环四硅氧烷和15kg甲基三甲氧基硅烷在氮气氛围下加热至75℃搅拌30min,再加入0.5kg三氟甲磺酸催化剂继续加热反应8h,加入正庚烷中和至中性后过滤、蒸馏,得到改性甲基三甲氧基硅烷。

55、 端羟基聚二甲基硅氧烷选用安徽明怡硅业有限公司,粘度为8000mm2/s。

56、实施例4

57、一种建筑用环保型胶粘剂的制备方法,与实施例3的不同之处在于,在制备改性甲基三甲氧基硅烷的方法中,将15kg三氟丙基三甲基环三硅氧烷、8kg八甲基环四硅氧烷和25kg甲基三甲氧基硅烷在氮气氛围下加热至75℃搅拌30min,再加入1.5kg三氟甲磺酸催化剂继续加热反应8h,加入正庚烷中和至中性后过滤、蒸馏,得到改性甲基三甲氧基硅烷。

58、实施例5

59、一种建筑用环保型胶粘剂的制备方法,与实施例3 的不同之处在于,三氟丙基三甲基环三硅氧烷的投入量为10kg,八甲基环四硅氧烷的投入量为2.4kg,甲基三甲氧基硅烷的投入量为21kg。

60、实施例6

61、一种建筑用环保型胶粘剂的制备方法,与实施例3 的不同之处在于,三氟丙基三甲基环三硅氧烷的投入量为10kg,八甲基环四硅氧烷的投入量为3.6kg,甲基三甲氧基硅烷的投入量为24kg。

62、实施例7

63、一种建筑用环保型胶粘剂的制备方法,与实施例6的不同之处在于,在制备胶粘剂的过程中,白炭黑的投入量为5kg,纳米碳酸钙的投入量为5kg,重质碳酸钙的投入量为5kg。

64、实施例8

65、一种建筑用环保型胶粘剂的制备方法,与实施例7的不同之处在于,将重质碳酸钙等量替换成制备例1制得的改性重质碳酸钙。

66、实施例9

67、一种建筑用环保型胶粘剂的制备方法,与实施例7的不同之处在于,将重质碳酸钙等量替换成制备例2制得的改性重质碳酸钙。

68、实施例10

69、一种建筑用环保型胶粘剂的制备方法,与实施例7的不同之处在于,将重质碳酸钙等量替换成制备例3制得的改性重质碳酸钙。

70、实施例11

71、一种建筑用环保型胶粘剂的制备方法,与实施例7的不同之处在于,将重质碳酸钙等量替换成制备例4制得的改性重质碳酸钙。

72、 实施例12

73、一种建筑用环保型胶粘剂的制备方法,与实施例11的不同之处在于,端羟基聚二甲基硅氧烷的投入量为21kg,改性甲基三甲氧基硅烷的投入量为33kg,乙烯基三甲氧基硅烷的投入量为12kg,填料总的投入量为15kg;(白炭黑2kg、纳米碳酸钙5kg、改性重质碳酸钙7kg)

74、实施例

75、一种建筑用环保型胶粘剂的制备方法,与实施例11的不同之处在于,端羟基聚二甲基硅氧烷的投入量为24kg,改性甲基三甲氧基硅烷的投入量为36kg,乙烯基三甲氧基硅烷的投入量为15kg,填料总的投入量为15kg;(白炭黑3kg、纳米碳酸钙5kg、改性重质碳酸钙8kg)

76、对比例

77、对比例1

78、一种建筑用环保型胶粘剂的制备方法,与实施例3的不同之处在于,将改性甲基三甲氧基硅烷等量替换成甲基三甲氧基硅烷。

79、对比例2

80、一种建筑用环保型胶粘剂的制备方法,与实施例3的不同之处在于,将改性甲基三甲氧基硅烷等量替换成3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷。

81、对比例3

82、一种建筑用环保型胶粘剂的制备方法,与实施例3的不同之处在于,将改性甲基三甲氧基硅烷等量替换成乙烯基三甲氧基硅烷。

83、对比例4

84、一种建筑用环保型胶粘剂的制备方法,与实施例3的不同之处在于,不加入端羟基聚二甲基硅氧烷。

85、性能检测试验:

86、拉伸强度:根据国家标准cb/113477.8-2017《建筑密封材料试验方法》第8部分:拉伸粘结性的测定来检测上述实施例1-13和对比例1-3的双组份胶粘剂的拉伸强度(mpa)。

87、耐候性能:将上述实施例1-14和对比例1-3的胶粘剂固化后做成10cm*10cm的试片,然后将1-13和对比例1-3的胶粘剂置于23℃、湿度为50%的条件下养护28d后,再根据国家标准cb/113477.8-2017《建筑密封材料试验方法》第8部分:拉伸粘结性对试片进行断裂伸长率(%)与拉伸强度(mpa)的检测。

88、耐黄变测试:取铝板,铝板表面放置有130mm×40mm×6.5mm的金属模框,将实施例1-14和对比例1-4制得的胶粘剂刮涂于金属模框内,然后除去模框,将铝板置于85±2℃、50±3rh%的试验箱中热储存168h,最后取出铝板,观察胶粘剂黄变情况。

89、 拉伸强度mpa 28d拉伸强度mpa 黄变 实施例1 0.92 0.66 微微黄 实施例2 0.95 0.65 微微黄 实施例3 0.95 0.68 微微黄 实施例4 0.96 0.66 微微黄 实施例5 1.14 0.92 微微黄 实施例6 1.15 0.93 微微黄 实施例7 1.17 0.96 微微黄 实施例8 1.32 1.02 保持原色 实施例9 1.31 1.05 保持原色 实施例10 1.45 1.21 保持原色 实施例11 1.46 1.23 保持原色 实施例12 1.61 1.49 保持原色 实施例13 1.63 1.50 保持原色 对比例1 0.81 0.44 微微黄 对比例2 0.75 0.45 微微黄 对比例3 0.77 0.51 浅黄 对比例4 0.66 0.42 浅黄

90、根据实施例1-3和对比例1-4的数据对比可得,乙烯基三甲氧基硅烷作为交联剂,可以为端羟基聚二甲基硅氧烷提供锚固力,进而达到固化成膜的效果,再与改性后的甲基三甲氧基硅烷和填料结合产生良好的协同作用,使胶粘剂具有良好的力学性能和耐候性能,硅酸乙酯起到稀释调控反应速率的作用,从而使胶粘剂具有良好的拉伸强度。

91、根据实施例3-6的数据对比可得,三氟丙基三甲基环三硅氧烷中含有氟基团,在三氟甲磺酸的催化作用下接枝在八甲基环四硅氧烷上,再与甲基三甲氧基硅烷混合后得到改性甲基三甲氧基硅烷,可以更好的与组分中端羟基聚二甲基硅氧烷结合,使胶粘剂具有更优的力学性能和耐久性。

92、根据实施例7-11的数据对比可得,当玉米纤维素、豌豆淀粉和重质碳酸钙在特定的重量配比时,三者共同配合,在物理混合下豌豆淀粉使玉米纤维素紧密附着在重质碳酸钙表面,使重质碳酸钙结构致密,氢键作用增强,具有良好的机械性能,进而提高胶粘剂的机械性能和稳定性。

93、根据实施例11-13的数据对比可得,当端羟基聚二甲基硅氧烷、改性甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和填料四者在特地的重量配比时,四者产生协同作用,可以有效提高胶粘剂的耐候性,使胶粘剂在使用了一定时间后还可以保持良好的力学性能。

94、具体实施例仅仅是对本技术的解释,其并不是对本技术的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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