CN102994034A - 低模量单组分硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低模量单组分硅烷改性聚醚密封胶，由下列组分组成：硅烷改性聚醚、增塑剂、颜料、填料、触变剂、紫外线吸收剂、催化剂、脱水剂、附着力促进剂。本发明的硅烷改性聚醚密封胶通过控制填料种类及含量、增塑剂种类及含量、触变剂种类及含量等技术参数，所制备的产品无需底涂，不含异氰酸酯，生态环保，模量低，可承受动态接缝，具有优异的柔韧性、粘结性和良好的储存稳定性，可与混凝土、PVC材料、铝板、玻璃、钢材、陶瓷等粘结牢固，可以广泛应用于道路、桥梁、建筑领域。

Description

低模量单组分硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种低模量的单组份硅烷改性聚醚密封胶，用于混凝土和其他建材如石材、矿棉板、保温板、石膏板、铝板等建筑领域的接缝密封，属于建筑材料领域。

背景技术

在建材领域，通常所用的低模量单组份建材是低模量单组分聚氨酯密封胶，其理化性质由ISO11600所定义：以100％拉伸模量在23℃时小于0.4MPa或-20℃时小于0.6MPa为低模量密封胶。在产品设计上，低模量密封胶与常见的高模量单组分聚氨酯密封胶有很大不同，在国内少有生产，即使在国外也只有少数公司能生产。

在建筑领域常用的是低模量单组分聚氨酯密封胶，其主要原因是因为在混凝土等多孔性材料中，水分可以通过孔隙迁移。在水分向界面迁移的过程中，碱性物质在界面聚集，最后在混凝土接缝等界面处形成相对疏松的石灰质层。如果所用的密封胶模量过高，在混凝土接缝变形过程中，密封胶易于在混凝土接缝界面上发生粘接破坏，出现这种问题的本质原因是由于界面的强度低，而密封胶本体拉伸强度高。针对该问题，如果密封胶本身拉伸强度很低，其在接缝扩张、密封胶被拉伸过程中，本身强度低于界面粘结强度，就不会在界面发生粘结破坏。并且在长期位移形变中不会从界面发生粘结破坏。因此在混凝土和大理石等多孔性材料的接缝密封中适宜采用低模量单组分聚氯酯密封胶。除此之外，低模量单组分聚氯酯密封胶在混凝土和其他建材如石材、矿棉板、保温板、石膏板、铝板等的接缝密封上具有良好的应用前景。

目前市场上的低模量单组分聚氨酯密封胶主要有NCO封端和硅烷封端两种类型，NCO封端制备的密封胶在使用过程中需要底涂剂，而硅烷封端制备的密封胶在制备硅烷封端预聚体时较难控制硅烷封端率，尚未见有厂家生产此种类型的密封胶。硅烷改性聚醚密封胶是采用硅烷改性聚醚制备的，不含异氰酸酯，生态环保，无需底涂剂，生产易于控制，且有良好的储存稳定性，但是目前在建材行业主要生产的是高模量硅烷改性聚醚密封胶，如北京天山新材料生产的硅烷封端聚醚密封胶，低模量的硅烷改性聚醚密封胶还未有厂家生产。

发明内容

针对现有技术中尚不存在低模量硅烷改性聚醚密封胶的实际情况，本申请发明人通过大量实验研究，并通过对填料种类及含量、增塑剂种类及含量、触变剂种类及含量等技术参数进行创造性研究，发明了一种低模量、单组份的硅烷改性聚醚密封胶，并在此基础上相应的提供了制备方法。

基于上述发现，本发明公开了一种低模量单组分硅烷聚醚密封胶，由下列组分组成：硅烷改性聚醚、增塑剂、颜料、填料、触变剂、紫外线吸收剂、催化剂、脱水剂、附着力促进剂。以重量份数计，各组分的用量可以如下所示：

上述用量比例是本申请发明人通过实验研究发现的最优组合，并非限制仅可采用此种用量组合，在上述优选用量基础上对各组分的用量进行相应的或多或少的增加或减少，并不会影响本发明密封胶实质上的理化性能。

在本发明的进一步详述和具体实施中，本发明公开了所用的各种成分的优选类型，以便更好、更清楚的说明本发明，然而这种详细描述并不构成对本发明的特别限制，不依靠这些细节信息而采用本发明技术领域其他通用的化学材料，只要其符合本发明上述对各组成成分名称所做的限定，依旧属于本发明的保护范围。

在本发明中，所述硅烷改性聚醚是以甲氧基硅烷部分作为分子链两头封端的聚醚材料，端基为可水解硅烷基的聚氧化丙烯醚，所述可水解硅烷基为三甲氧基甲硅烷基或甲基二甲氧基甲硅烷基。

上述所称的可水解硅烷基通常是指三甲氧基甲硅烷基或甲基二甲氧基甲硅烷基，然而，本领域技术人员依据化学材料领域的技术发展采用其他类型的甲氧基甲硅烷基，也是属于本发明保护范围的。

上述硅烷改性聚醚在化工行业，又称MS聚合物，其成品均可从化工市场上购买到，例如KANEKA公司的产品S203H、S303H等。

在本发明中，所述增塑剂选自邻苯二甲酸酯类和/或磷酸酯类化合物，具体的包括但不限于邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二壬酯、磷酸三辛酯中的一种和/或一种以上的混合物。

在本发明中，所述颜料选自钛白粉、炭黑、钛黑中的一种和/或一种以上的混合物。

在本发明中，所述填料选自滑石粉、高岭土、超细轻质碳酸钙、重质碳酸钙中的一种和/或一种以上的混合物。

在本发明中，所述触变剂选自气相二氧化硅、聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、有机膨润土中的一种和/或一种以上的混合物。

在本发明中，所述紫外线吸收剂选自苯并***类、水杨酸酯类和二苯甲酮类中的一种和/或一种以上的混合物，常见的商业规格产品例如如UV-326、UV-327、UV-328、UV-320、Tinuvin 326、Tinuvin 213、Tinuvin 101等。

在本发明中，所述催化剂选自有机锡催化剂和/或羧酸盐类催化剂，包括但不限于如：二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、异辛酸铅等中的一种和/或一种以上的混合物。

在本发明中，所述脱水剂选自分子筛、易水解反应的硅烷偶联剂、噁唑烷类水分清除剂中的一种和/或一种以上的混合物，其中所述的易水解反应的硅烷偶联剂优选采用乙烯基三甲氧基硅烷。

在本发明中，所述附着力促进剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷中的一种和/或一种以上的混合物。

本发明的硅烷聚醚密封胶通过使用上述成分，充分利用和结合了不同成分之间理化性质的协同作用，从而使得本发明的密封胶在单组份MS聚合物的基础上即可以实现低模量的理化效果，其组成相对简单，产品质量易于控制，生产成本低，具有不污染基材、无需底涂、同不同基材的粘结性优异、具有环保性和良好的储存稳定性等优异特性，与混凝土、PVC材料、铝板、玻璃、钢材、陶瓷等粘结牢固，可以广泛应用于道路、桥梁、建筑领域。

相应的，在上述基础上，本发明还公开了所述低模量单组分改性硅烷聚醚密封胶的制备方法，包括下述步骤：(1)向搅拌釜中依次加入硅烷改性聚醚、增塑剂、着色剂、紫外线吸收剂后，均匀混合；(2)再加入填料和触变剂，105±5℃下高速搅拌真空脱水2h，至水分含量万分之五以下为止；(3)降温到50℃以下，加入催化剂、除水剂、附着力促进剂，高速搅拌，真空脱泡后，进行灌装，制得单组分硅烷封端聚醚密封胶。

上述生产步骤中，具体的生产器具类型和操作时间可以根据实际生产的规格进行适当的调整，优选的，所述步骤(1)搅拌釜为双轴行星搅拌釜，均匀混合时间为30min；所述步骤(3)高速搅拌时间为30min，真空脱泡时间为10min。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明进行进一步说明，以便本领域技术人员更好地理解本发明的发明实质。需要注意的是，所给具体实施例仅用说明本发明可以如何实现，并非限制本发明仅可采用下述方法实现，本领域技术人员在理解掌握本发明发明实质的基础上所进行的用量调整、替换等依旧属于本发明的保护范围。

实施例1：

MS聚合物S203H 32.7％；增塑剂(邻苯二甲酸二壬酯)14.4％；钛白粉6.5％；轻质碳酸钙40.5％；聚酰胺蜡3.0％；紫外线吸收剂Tinuvin3260.7％；二月桂酸二丁基锡0.7％；乙烯基三甲氧基硅烷0.7％；N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷1.0％。

制备方法：在室温下向双轴行星搅拌釜中按顺序加入S203H、DINP、钛白粉、紫外线吸收剂后，均匀混合30min，再加入轻质碳酸钙和聚酰胺蜡，在105±5℃下高速搅拌真空脱水2h，取样测水分，若水分含量在万分之五以下则降温，若水分含量在万分之五以上则继续真空脱水至万分之五以下为止。降温到50℃以下时，加入催化剂、除水剂、附着力促进剂，高速搅拌30min，真空脱泡10min后，进行灌装，制得单组分硅烷封端聚醚密封胶。

实施例2：

MS聚合物S203H 6.7％；MS聚合物S303H 15.7％；增塑剂(邻苯二甲酸二壬酯)20.1％；钛白粉4.5％；轻质碳酸钙35.8％；重质碳酸钙12.1％；聚酰胺蜡2.9％；紫外线吸收剂Tinuvin3260.4％；二月桂酸二丁基锡0.4％；乙烯基三甲氧基硅烷0.7％；N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.7％。

制备方法：在室温下向双轴行星搅拌釜中按顺序加入S203H、S303H、DINP、钛白粉、紫外线吸收剂后，均匀混合30min，再加入轻质碳酸钙、重质碳酸钙和聚酰胺蜡，在105±5℃下高速搅拌真空脱水2h，取样测水分，若水分含量在万分之五以下则降温，若水分含量在万分之五以上则继续真空脱水至万分之五以下为止。降温到50℃以下时，加入催化剂、除水剂、附着力促进剂，高速搅拌30min，真空脱泡10min后，进行灌装，制得单组分硅烷封端聚醚密封胶。

申请人对上述两个实施例制备的产物进行了实验测定，显示了其优异性能，

将上述制备的单组分硅烷封端聚醚密封胶在指定条件下根据以下标准进行物理力学性能测试。其表1列出了该密封胶的基本物理性能测试结果。

(1)拉伸强度、断裂伸长率

按GB/T 528-1998′硫化橡胶和热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定′评价拉伸强度和断裂伸长率。

(2)定伸粘结、拉伸模量

按GB/T 13477-2002“建筑密封材料试验方法”来评价定伸粘结性和拉伸模量。

表1单组分硅烷封端聚醚密封胶的性能测试结果

Claims (10)

1.低模量单组分硅烷聚醚密封胶，其特征在于，由下列组分组成：硅烷改性聚醚、增塑剂、颜料、填料、触变剂、紫外线吸收剂、催化剂、脱水剂、附着力促进剂。

2.根据权利要求1所述的低模量单组分硅烷聚醚密封胶，其特征在于，各组分以重量份数计：

3.根据权利要求1所述的低模量单组分硅烷聚醚密封胶，其特征在于，所述硅烷改性聚醚是以甲氧基硅烷部分作为分子链两头封端的聚醚材料，端基为可水解硅烷基的聚氧化丙烯醚，所述可水解硅烷基为三甲氧基甲硅烷基或甲基二甲氧基甲硅烷基。

4.根据权利要求1所述的低模量单组分硅烷聚醚密封胶，其特征在于，所述增塑剂选自邻苯二甲酸酯类和/或磷酸酯类化合物。

5.根据权利要求1所述的低模量单组分硅烷聚醚密封胶，其特征在于，所述颜料选自钛白粉、炭黑、钛黑中的一种和/或一种以上的混合物。

6.根据权利要求1所述的低模量单组分硅烷聚醚密封胶，其特征在于，所述填料选自滑石粉、高岭上、超细轻质碳酸钙、重质碳酸钙中的一种和/或一种以上的混合物。

7.根据权利要求1所述的低模量单组分硅烷聚醚密封胶，其特征在于，所述触变剂选自气相二氧化硅、聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、有机膨润土中的一种和/或一种以上的混合物。

8.根据权利要求1所述的低模量单组分硅烷聚醚密封胶，其特征在于，所述紫外线吸收剂选自苯并***类、水杨酸酯类和二苯甲酮类中的一种和/或一种以上的混合物；所述催化剂选自有机锡催化剂和/或羧酸盐类催化剂；所述脱水剂选自分子筛、易水解反应的硅烷偶联剂、噁唑烷类水分清除剂中的一种和/或一种以上的混合物；所述附着力促进剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷中的一种和/或一种以上的混合物。

9.权利要求1所述的低模量单组分改性硅烷聚醚密封胶的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)向搅拌釜中依次加入硅烷改性聚醚、增塑剂、着色剂、紫外线吸收剂后，均匀混合；(2)再加入填料和触变剂，105±5℃下高速搅拌真空脱水2h，至水分含量万分之五以下为止；(3)降温到50℃以下，加入催化剂、除水剂、附着力促进剂，高速搅拌，真空脱泡后，进行灌装，制得单组分硅烷封端聚醚密封胶。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于所述步骤(1)搅拌釜为双轴行星搅拌釜，均匀混合时间为30min；所述步骤(3)高速搅拌时间为30min，真空脱泡时间为10min。