CN102153866A - 一种单组份透明触变高储存期脱醇型室温硫化硅橡胶 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单组份透明触变高储存期脱醇型室温硫化硅橡胶，其特点在于该硫化硅橡胶由基胶、填料、表面处理和架构剂、增塑剂、交联剂、偶联剂及固化促进剂构成，其中各成份用量为：以基胶100份为单位，所需其它成份分别为：填料：5～40份，表面处理和架构剂：0.1～30份，增塑剂：0～100份，交联剂：2～30份，偶联剂：0.1～7份，固化促进剂：0.1～40份。本发明通过选用合适的组份和合理的组份配比，使制作得到的硅橡胶具有如下技术效果：透明性好、无色变、触变性好、易挤出、可调节硫化快慢、高粘接性、高存储期、储存稳定、高物理机械性能，无腐蚀、无刺激味，环保安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种室温硫化硅橡胶。
背景技术
一般来说，透明脱醇型RTV硅橡胶的触变性是非常难解决的，尤其把透明、触变和储存稳定性作为一个整体来解决，尤为困难。
脱酸型和脱酮肟型RTV透明硅橡胶用于建筑上已非常成熟。透明或半透明脱醇型硅橡胶产品在建筑上的使用，目前国内市场上只有少量德国产品的分装品。有关有色的脱醇型单组份室温硫化硅橡胶的各种文献报道已很多，透明流淌性脱醇型单组份室温硫化硅橡胶的文献报道也有一部分，但未见到有关透明、触变性和储存稳定单组份脱醇型室温硫化硅橡胶三位一体的同时解决方案的文献报道。到目前为止，国内还没有本土生产的透明或半透明、触变性和储存稳定的单组份脱醇型室温硫化硅橡胶的商品化产品，其原因主要是在技术上过不了关。从国内专利文献检索查新来看，尚未见此类商品化产品的报道。市场上的透明性产品主要以脱酸型和脱酮肟型为主，商品化的脱醇型产品全都是商家分装德国瓦克(wacker)公司商品牌号为EL-9000产品大桶料的分装品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种透明性好、无色变、触变性好、易挤出、可调节硫化快慢、高粘接性、高存储期、储存稳定、高物理机械性能，且无腐蚀、无刺激味，环保安全的单组份脱醇型室温硫化硅橡胶。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种单组份透明触变高储存期脱醇型室温硫化硅橡胶，其特点在于该硫化硅橡胶由基胶、填料、表面处理和架构剂、增塑剂、交联剂、偶联剂及固化促进剂构成，其中各成份用量为：
以基胶100份为单位，所需其它成份分别为：填料：5～40份，表面处理和架构剂：0.1～30份，增塑剂：0～100份，交联剂：2～30份，偶联剂：0.1～7份，固化促进剂：0.1～40份；
所述基胶为25℃粘度为3000～400,000mPa.s的羟基封端聚二甲基硅氧烷；
所述填料为亲水型气相白炭黑、或疏水型气相白炭黑、或沉淀法白炭黑；
所述表面处理和架构剂为C1～C18烷烃的胺基或酰胺基或酯基或羟基化合物；
所述增塑剂为惰性聚硅氧烷或白油；
所述交联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、甲基三丁氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、r-氯丙基三甲氧基硅烷、r-氯丙基三乙氧基硅烷，一氯甲基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷，r-胺丙基三乙氧基硅烷之中的一种或几种物质的组合；
所述偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、乙二胺基丙基三乙氧基硅烷、乙二胺基丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、r-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷之中的一种或几种物质的组合；
所述固化促进剂为钛的配位物(例如钛的乙酰乙酸酯及二元醇配位物等)、铝的配位物(例如铝的三乙醇胺或乙酰乙酸酯的配位物等)、一氯甲基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、r-氯丙基三甲氧基硅烷、r-氯丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、r-胺丙基三乙氧基硅烷、二乙胺甲基三乙氧基硅烷、N-β-胺乙基-r-胺丙基三甲氧基硅烷、N-β-胺乙基-r-胺丙基三乙基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷之中的一种或几种物质的组合。
本发明通过选用合适的组份和合理的组份配比，使制作得到的硅橡胶具有如下技术效果：
(1)通过选择合适的交联剂、偶联剂和固化促进剂，使产品在应用硫化过程中，释放出的分子是甲醇、乙醇、丙醇、丁醇，或这四类醇中的组合物，相对于脱酸型或脱酮肟型透明室温硫化硅橡胶产品，本发明产品无腐蚀、无刺激味，更环保、更安全。
(2)通过选用适当粘度的基胶，配以合适的填料、增塑剂及其它助剂，使得到的硅橡胶产品具有优良的挤出性和透明性；且硅橡胶固化后不变色，可以做到把固化后的硅橡胶放在室外日晒雨淋3个月，都不变色。
(3)通过筛选和添加适当、适量的气相白炭黑表面处理和架构剂，使本发明产品获得了优良的触变性，其触变性可以和脱酸型和脱酮肟型产品一样。并且所采用的气相白炭黑表面处理和架构剂是不会影响硅橡胶的透明性和储存稳定性的，也不会对硫化后的橡胶物理械性能有显著影响，从而使本发明的产品具有高存储期、储存稳定、高物理机械性能、高粘接性的特性。
(4)通过加入适量的固化促进剂，使组份中的交联剂自身成为室温胶体系中有效的白炭黑表面硅羟基清除剂，这有利于进一步地提高本产品的储存稳定性。
下面结合实施例对本发明作进一步的说明：
具体实施方式
本发明所述的一种单组份透明触变高储存期脱醇型室温硫化硅橡胶，其特征在于：该硫化硅橡胶由基胶、填料、表面处理和架构剂、增塑剂、交联剂、偶联剂及固化促进剂构成，其中各成份用量为：
以基胶100份为单位，所需其它成份分别为：填料：5～40份，表面处理和架构剂：0.1～30份，增塑剂：0～100份，交联剂：2～30份，偶联剂：0.1～7份，固化促进剂：0.1～40份。
所述基胶为25℃粘度为3000～400,000mPa.s的羟基封端聚二甲基硅氧烷。
所述填料为亲水型气相白炭黑、或疏水型气相白炭黑、或沉淀法白炭黑。所述填料还可以由天然二氧化硅粉料与亲水型气相白炭黑、沉淀法白炭黑三种材料的组合，三种材料用量为：100份单位的亲水型气相白炭黑，加入0～300份的沉淀法白炭黑，加入0～100份的天然二氧化硅粉料；或者，所述填料也还可以由天然二氧化硅粉料与疏水型气相白炭黑、沉淀法白炭黑三种材料的组合，三种材料用量为：100份单位的疏水型气相白炭黑，加入0～300份的沉淀法白炭黑，加入0～100份的天然二氧化硅粉料。
所述表面处理和架构剂为C1～C18烷烃的胺基或酰胺基或酯基或羟基化合物。通过从C1～C18烷烃的胺基、酰胺基、酯基、羟基化合物中筛选出合适的化合物或组合物，如硬脂酸丁酯、橄榄油、C16醇、油酸胺等化合物作为气相白黑的表面处理和架构剂。使本发明产品获得了优良的触变性，其触变性可以和脱酸型和脱酮肟型产品一样。并且所采用的气相白炭黑表面处理和架构剂是不会影响硅橡胶的透明性和储存稳定性的，也不会对硫化后的橡胶物理械性能有显著影响，从而使本发明的产品具有高存储期、储存稳定、高物理机械性能、高粘接性的特性。
所述增塑剂为惰性聚硅氧烷或白油；
所述交联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、甲基三丁氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、r-氯丙基三甲氧基硅烷、r-氯丙基三乙氧基硅烷，一氯甲基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷，r-胺丙基三乙氧基硅烷之中的一种或几种物质的组合；
所述偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、乙二胺基丙基三乙氧基硅烷、乙二胺基丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、r-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷之中的一种或几种物质的组合；
所述固化促进剂为钛的配位物(例如钛的乙酰乙酸酯及二元醇配位物等)、铝的配位物(例如铝的三乙醇胺或乙酰乙酸酯的配位物等)、一氯甲基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、r-氯丙基三甲氧基硅烷、r-氯丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、r-胺丙基三乙氧基硅烷、二乙胺甲基三乙氧基硅烷、N-β-胺乙基-r-胺丙基三甲氧基硅烷、N-β-胺乙基-r-胺丙基三乙基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷之中的一种或几种物质的组合。在本产品中加入特定的适量的固化促进剂，是为了使交联剂自身成为室温胶体系中有效的白炭黑表面硅羟基清除剂，有利于进一步地提高本产品的储存稳定性。
通过固化促进剂和交联剂组合以及基胶粘度和增塑剂的用量组合，来调节硅胶的表面固化时间和深层固化时间。
通过基胶、增塑剂和补强白炭黑用量的组合，使硅橡胶产品固化后可以达到2.0MPa以上的拉伸强度和500％以上的拉伸伸长。
通过固化促进剂和交联剂的选择组合，使硅橡胶产品的室温储存寿命高于6个月，有些可以达到12个月以上或85℃×500hr以上的热储存。
选择亲水型气相白炭黑、疏水型气相白炭黑和沉淀法白炭黑作为硅橡胶的补强填料。
选定特殊的二氧化硅天然粉料作为透明填充料，确保固化后的硅胶的透明性不受明显的影响。
下面以具体实例来进一步说明本发明产品的特性：
实例1：
将800g 5500mPa·s的α，ω-羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)，200g1000mPa·s的甲基硅油投入到5L的制胶机中，抽真空搅拌10分钟，氮平衡。加入甲基三甲氧基硅烷30g、甲基三乙氧基硅烷40g、表面处理和架构剂2g、二氯甲基三乙氧基硅烷20g、氨丙基三乙氧基硅烷18g、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷20g真空搅拌40分钟，氮平衡。最后加入80g卡博特150气相白炭黑，真空搅拌30分钟。氮平衡、出料、装管。
所获得的硅橡胶透明性较好，触变性好，挤出性好，25℃相对湿度85％，表干时间7分钟，消粘时间35分钟，6mm厚15小时内完全固化。拉伸强度＞1.3Mpa，拉伸伸长400％。85℃×500hr热储存后，挤出硫化与热储存前无明显变化。
实例2：
将700g 20,000mPa·s的α，ω-羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)，300g 500mPa·s的甲基硅油投入到5L的制胶机中，抽真空搅拌10分钟，氮平衡。加入甲基三甲氧基硅烷35g、四甲氧基硅烷30g、钛配位化合物10g、表面处理和架构剂5g、氨丙基三乙氧基硅烷18g、r-氯丙基三甲氧基硅烷5g，真空搅拌40分钟，氮平衡。最后加入100g卡博特150气相白炭黑，真空搅拌30分钟。氮平衡、出料、装管。
所获得的硅橡胶透明性较好，触变较好，挤出性好，25℃相对湿度85％，表干时间20分钟，消粘时间55分钟，6mm厚20小时内完全固化。拉伸强度＞1.5Mpa、拉伸伸长400％。室温储存6个月，与初始相比，固化情况无变化。
实例3：
将700g 30,000mPa·s的α，ω-羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)，300g 500mPa·s的甲基硅油投入到5L的制胶机中，抽真空搅拌10分钟，氮平衡。加入甲基三甲氧基硅烷20g、甲基三乙氧基硅烷10g、四甲氧基硅烷20g、四乙氧基硅烷30g、铝配位物25g、表面处理和架构剂6g、氨丙基三乙氧基硅烷12g、真空搅拌40分钟，氮平衡。最后加入100g卡博特150气相白炭黑，真空搅拌30分钟。氮平衡、出料、装管。
所获得的硅橡胶透明性较好，触变性好，挤出性好，25℃相对湿度85％，表干时间15分钟，消粘时间45分钟，6mm厚20小时内完全固化。拉伸强度＞1.5Mpa，拉伸伸长400％。室温储存6个月，与初始相比，固化情况无变化。
实例4：
将600g 100,000mPa·s的α，ω-羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)，400g 500mPa·s的甲基硅油投入到5L的制胶机中，抽真空搅拌10分钟，氮平衡。加入甲基三甲氧基硅烷20g、甲基三乙氧基硅烷30g、四甲氧基硅烷20g、四乙氧基硅烷20g、乙烯基三甲氧基硅烷10g、表面处理和架构剂7g、二氯甲基三乙氧基硅烷30g、乙二胺基丙基三甲氧基硅烷18g、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷20g真空搅拌40分钟，氮平衡。最后加入120g卡博特150气相白炭黑，真空搅拌30分钟。氮平衡、出料、装管。
所获得的硅橡胶透明性较好，触变性很好，挤出性很好，25℃相对湿度85％，表干时间5分钟，消粘时间30分钟，6mm厚15小时内完全固化。拉伸强度＞2.2Mpa，拉伸伸长550％。85℃×500hr热储存后，挤出硫化与热储存前无明显变化。
实例5：
将700g 80,000mPa·s的α，ω-羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)，300g白油投入到5L的制胶机中，抽真空搅拌10分钟，氮平衡。加入甲基三甲氧基硅烷20g、甲基三乙氧基硅烷40g、表面处理和架构剂7g、二氯甲基三乙氧基硅烷20g、胺丙基三乙氧基硅烷18g、乙二胺基甲基三乙氧基硅烷20g 真空搅拌40分钟，氮平衡。最后加入150g卡博特110气相白炭黑，真空搅拌30分钟。氮平衡、出料、装管。
所获得的硅橡胶透明性很好，触变性很好，挤出性很好，25℃相对湿度85％，表干时间4分钟，消粘时间30分钟，6mm厚15小时内完全固化。拉伸强度＞2.0Mpa，拉伸伸长550％。85℃×500hr热储存后，挤出硫化与热储存前无明显变化。
实例6：
将500g 50,000mPa·s的α，ω-羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)，500g白油投入到5L的制胶机中，抽真空搅拌10分钟，氮平衡。加入甲基三甲氧基硅烷20g、甲基三乙氧基硅烷20g、四乙氧基硅烷20g、四丙氧基硅烷20g、表面处理和架构剂6g、苯胺甲基三乙氧基硅烷20g、乙二胺基丙基三甲氧基硅烷18g、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷20g真空搅拌40分钟，氮平衡。最后加入130g卡博特150气相白炭黑，真空搅拌30分钟。氮平衡、出料、装管。
所获得的硅橡胶透明性较好，触变性好，挤出性好，25℃相对湿度85％，表干时间7分钟，消粘时间35分钟，6mm厚15小时内完全固化。拉伸强度＞2.20Mpa，拉伸伸长550％。85℃×500hr热储存后，挤出硫化与热储存前无明显变化。
实例7：
将500g 100,000mPa·s的α，ω-羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)，500g 500mPa·s的甲基硅油投入到5L的制胶机中，抽真空搅拌10分钟，氮平衡。加入甲基三甲氧基硅烷20g、甲基三乙氧基硅烷20g、四乙氧基硅烷40g、乙烯基三乙氧基硅烷10g、表面处理和架构剂5g、乙二胺基丙基三甲氧基硅烷18g、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷20g 真空搅拌40分钟，氮平衡。最后加入120g卡博特150气相白炭黑，真空搅拌30分钟。氮平衡、出料、装管。
所获得的硅橡胶透明性很好，触变性很好，挤出性很好，25℃相对湿度85％，表干时间6分钟，消粘时间25分钟，6mm厚15小时内完全固化。拉伸强度＞2.2Mpa，拉伸伸长600％。85℃×500hr热储存后，挤出硫化与热储存前无明显变化。
实例8：
将1000g 3000mPa·s α，ω-羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)与300g沉淀法白炭黑混合脱水，形成脱水基料。
取上面的脱水基料300g，将400g 20,000mPa·s α，ω-羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)、300g 500mPa·s的甲基硅油投入到5L的制胶机中，抽真空搅拌10分钟，氮平衡。加入甲基三甲氧基硅烷20g、甲基三乙氧基硅烷20g、四乙氧基硅烷30g、四丙氧基硅烷10g、乙烯基三乙氧基硅烷10g、表面处理和架构剂4g、氨丙基三乙氧基硅烷18g、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷30g真空搅拌40分钟，氮平衡。最后加入80g卡博特150气相白炭黑，真空搅拌30分钟。氮平衡、出料、装管。
所获得的硅橡胶透明性较好，触变性好，挤出性好，25℃相对湿度85％，表干时间6分钟，消粘时间32分钟，6mm厚15小时内完全固化。拉伸强度＞2.2Mpa，拉伸伸长550％。85℃×500hr热储存后，挤出硫化与热储存前无明显变化。
实例9：
将800g 100,000mPa·s的α，ω-羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)，200g白油投入到5L的制胶机中，抽真空搅拌10分钟，氮平衡。四甲氧基硅烷30g、四乙氧基硅烷40g、乙烯基三甲氧基硅烷10g、表面处理和架构剂4g、苯胺基甲基三乙氧基硅烷10g、乙二胺丙基三甲氧基硅烷20g、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷15g真空搅拌40分钟，氮平衡。最后加入110g卡博特150气相白炭黑，真空搅拌30分钟。氮平衡、出料、装管。
所获得的硅橡胶透明性很好，触变性好，挤出性好，25℃相对湿度85％，表干时间10分钟，消粘时间50分钟，6mm厚18小时内完全固化。拉伸强度＞2.2Mpa，拉伸伸长600％。85℃×500hr热储存后，挤出硫化与热储存前无明显变化。固化胶放在室外日晒雨林三个月，胶不变色。
实例10：
将700g 50,000mPa·s的α，ω-羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)，300g 500mPa·s的甲基硅油投入到5L的制胶机中，抽真空搅拌10分钟，氮平衡。加入甲基三甲氧基硅烷20g、甲基三乙氧基硅烷20g、乙烯基三乙氧基硅烷40g、四乙氧基硅烷20g、干燥透明粉100g、表面处理和架构剂5g、乙二胺基丙基三乙氧基硅烷18g、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷30g真空搅拌40分钟，氮平衡。最后加入100g卡博特150气相白炭黑，真空搅拌30分钟。氮平衡、出料、装管。
所获得的硅橡胶透明性较好，触变性好，挤出性好，25℃相对湿度85％，表干时间7分钟，消粘时间33分钟，6mm厚15小时内完全固化。拉伸强度＞2.1Mpa，拉伸伸长550％。85℃×500hr热储存后，挤出硫化与热储存前无明显变化。固化胶放在室外日晒雨林三个月，胶不变色。
Claims (3)
1.一种单组份透明触变高储存期脱醇型室温硫化硅橡胶，其特征在于：该硫化硅橡胶由基胶、填料、表面处理和架构剂、增塑剂、交联剂、偶联剂及固化促进剂构成，其中各成份用量为：
以基胶100份为单位，所需其它成份分别为：填料：5～40份，表面处理和架构剂：0.1～30份，增塑剂：0～100份，交联剂：2～30份，偶联剂：0.1～7份，固化促进剂：0.1～40份；
所述基胶为25℃粘度为3000～400,000mPa.s的羟基封端聚二甲基硅氧烷；
所述填料为亲水型气相白炭黑、或疏水型气相白炭黑、或沉淀法白炭黑；
所述表面处理和架构剂为C1～C18烷烃的胺基或酰胺基或酯基或羟基化合物；
所述增塑剂为惰性聚硅氧烷或白油；
所述交联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、甲基三丁氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、r-氯丙基三甲氧基硅烷、r-氯丙基三乙氧基硅烷，一氯甲基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷，r-胺丙基三乙氧基硅烷之中的一种或几种物质组合；
所述偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、乙二胺基丙基三乙氧基硅烷、乙二胺基丙基三甲氧基硅烷、巯 丙基三乙氧基硅烷、r-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷之中的一种或几种物质组合；
所述固化促进剂为钛的配位物、铝的配位物、一氯甲基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、r-氯丙基三甲氧基硅烷、r-氯丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、r-胺丙基三乙氧基硅烷、二乙胺甲基三乙氧基硅烷、N-β-胺乙基-r-胺丙基三甲氧基硅烷、N-β-胺乙基-r-胺丙基三乙基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷之中的一种或几种物质组合。
2.根据权利要求1所述单组份透明触变高储存期脱醇型室温硫化硅橡胶，其特征在于：上述填料还可由天然二氧化硅粉料与亲水型气相白炭黑、沉淀法白炭黑三种材料的组合，三种材料用量为：100份单位的亲水型气相白炭黑，加入0～300份的沉淀法白炭黑，加入0～100份的天然二氧化硅粉料。
3.根据权利要求1所述单组份透明触变高储存期脱醇型室温硫化硅橡胶，其特征在于：上述填料还可由天然二氧化硅粉料与疏水型气相白炭黑、沉淀法白炭黑三种材料的组合，三种材料用量为：100份单位的疏水型气相白炭黑，加入0～300份的沉淀法白炭黑，加入0～100份的天然二氧化硅粉料。
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