CN103834353A - 一种高强度单组分室温硫化硅橡胶 - Google Patents
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Abstract
本发明的名称为一种高强度单组分室温硫化硅橡胶，属于单组分室温硫化硅橡胶密封剂技术领域。它主要是解决现有有机硅橡胶拉伸强度较低（低于2MPa）的问题。它的主要特征是：包括（a）端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物100份；（b）补强填料90～150份；（c）触变剂4～10份；（d）硅油增塑剂15～33份；（e）交联剂6～14份；（f）偶联剂1.7～4份；（g）催化剂0～2.5份；（h）颜料0.3～3份。本发明具有拉伸强度可达3.0MPa以上，断裂伸长率大于400%，对铝片、钢片的粘接力可达2.0Mpa，制备工艺简单，成本低廉，使用方便的特点，主要用于高强度单组分室温硫化硅橡胶。
Description
技术领域
本发明属于单组分室温硫化硅橡胶密封剂技术领域，具体涉及一种高拉伸强度的单组分室温硫化硅橡胶密封剂。
背景技术
有机硅橡胶具有优异的耐候性、耐高低温性，高度的疏水性和良好的透气性等，且能在-60～200 ℃范围内长期使用，安全可靠，使用寿命长，因此广泛应用于建筑、电子、机械制造、汽车等工业领域。近几年来有机硅橡胶发展很快，但在使用过程中也暴露出一些不足之处，如拉伸强度、粘附力和耐化学品性较差等，从而限制了它的应用范围。一般来讲，室温硫化硅橡胶韧性好，伸长率高，但拉伸强度较低，未经填料补强的室温硫化硅橡胶的拉伸强度仅0.6MPa左右，经过填料补强后拉伸强度也只可上升至1.5~2 MPa。本发明开发一种高拉伸强度单组分室温硫化硅橡胶，与现有室温硫化硅橡胶密封剂相比，机械强度有了大幅提升，拉伸强度可达3.0MPa以上，断裂伸长率大于400%，对铝片、钢片的粘接力可达2.0MPa。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供一种高拉伸强度单组分室温硫化硅橡胶密封剂。其特点是制备得到一种拉伸强度可达3.0MPa以上，断裂伸长率大于400%的单组分室温硫化硅橡胶密封剂。
为实现上述技术目的，本发明的技术解决方案是：一种高拉伸强度单组分室温硫化硅橡胶，其特征是包括（a）～（h）组分，各组分按重量份计如下：
（a）端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物 100份；
（b）补强填料 90～150份；
（c）触变剂 4～10份；
（d）硅油增塑剂 15～33份；
（e）交联剂 6～14份；
（f）偶联剂 1.7～4份；
（g）催化剂 0～2.5份；
（h）颜料 0.3～3份。
上述（a）组分端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物，分子式为HO-[MeRSiO]n-OH（R为Me， CF3CH2CH2，Ph；n=100~2000），在25℃下平均粘度在2000～50000 mPa·s。
上述（b）组分补强填料为经过表面疏水处理的纳米级碳酸钙，400~1250目滑石粉，800~2000目高岭土，1250目硅微粉中的一种或几种。
上述（c）组分触变剂是比表面积为150～230 cm3/g的气相白炭黑。
上述（d）组分硅油增塑剂是分子末端为甲基的聚甲基硅氧烷，分子式为Me-[Me2SiO]n-Me，在25℃下的平均粘度为100～1000 mPa·s。
上述（e）组分交联剂为一种或多种具有通式R4-nSi（OR1）p（ON=CR2R3）p的硅烷交联剂，其中R为1～8个碳原子的饱和的、直链或支链烷基，n是0～4，p是0～3，R1，R2，R3相互独立的具有1～4个碳原子的饱和的、直链或支链烷。
上述（f）组分偶联剂为γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，二乙烯基三氨基丙基三甲氧基硅烷，缩水甘油醚氧三甲氧基硅烷，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种，优选为γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
上述（g）组分催化剂为有机锡化合物，单烷基有机锡化合物，二烷基有机锡化合物，三烷基有机锡化合物，四烷基有机锡化合物及它们的螯合物中的一种或多种。
上述高拉伸强度单组分室温硫化硅橡胶密封剂的制备方法，包括有以下步骤组成：
第一步将端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物100份，补强填料90~150份，触变剂4～10份，硅油增塑剂15～33份，颜料0.3~3份加入高速分散机中，于温度100～150℃，真空度大于-0.09MPa的条件下脱水共混，高速搅拌60～200分钟冷却得到基料；
第二步在室温下，氮气保护依次加入交联剂6～14份，偶联剂1.7～4份，催化剂0.1～2.5份，在真空度大于-0.09MPa的条件下搅拌30～60分钟即制得高强度单组分室温硫化硅橡胶密封剂。
本发明的性能测试方法如下：
粘接性测试：材料为铝片，将胶液涂于被粘试片表面，然后将两试片对叠，粘接面积为20mm*5mm，在标准条件23±2℃，相对湿度50±5%下固化7天，按照GB/T 7124测试剪切强度。
表干时间测试：在温度23±2℃，相对湿度50±5%条件下，将胶液挤到塑料膜表面，厚度约2～3mm，长度>100mm,每隔1分钟，用手指轻触胶层至胶液不再沾手指为止，记录从挤出到不沾手指的时间即为表干时间。
拉伸强度及伸长率测试：将胶液在聚四氟乙烯模具内制成3.0±0.1 mm的胶片，在温度23±2℃，相对湿度50±5%条件下固化7天，然后按照GB528测试。
本发明的有益效果是：
1、与现有室温硫化硅橡胶密封剂相比，机械强度有了大幅提升，拉伸强度可达3.0MPa以上，断裂伸长率大于400%，对铝片、钢片的粘接力可达2.0Mpa。
2、制备工艺简单，成本低廉，使用方便。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作出进一步说明，但本发明并不局限于此。
实施例1 选用粘度20000mPa·s端羟基聚二甲基硅氧烷，粘度1000mPa·s二甲基硅油，其组分如下：
端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物 100份；
纳米碳酸钙 60份；
高岭土（2000目） 37份；
滑石粉（600目） 12份；
气相白炭黑 4份；
硅油增塑剂 33份；
颜料 3份；
乙烯基三丁酮肟基硅烷 3份；
四丁酮肟基硅烷 7份；
γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷 1份。
实施例2 选用粘度5000mPa·s端羟基聚二甲基硅氧烷，粘度1000mPa·s二甲基硅油，其组分如下：
端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物 100份；
高岭土（2000目） 40份；
滑石粉（400目） 59份；
气相白炭黑 6份；
硅油增塑剂 33份；
颜料 3份；
乙烯基三丁酮肟基硅烷 3份；
甲基三丁酮肟基硅烷 3份；
γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷 1.7份；
二月桂酸二丁基锡 0.4份。
实施例3选用粘度20000mPa·s及50000mPa·s端羟基聚二甲基硅氧烷，粘度100mPa·s二甲基硅油，其组分如下：
20000mPa·s端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物 50份；
50000mPa·s端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物 50份；
纳米碳酸钙 45份；
高岭土（1250目） 55份；
气相白炭黑 5份；
硅油增塑剂 33份；
颜料 3份；
甲基三丁酮肟基硅烷 6份；
γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷 1.7份；
二月桂酸二丁基锡 0.5份。
实施例4 选用粘度20000mPa·s端羟基聚二甲基硅氧烷，粘度1000mPa·s二甲基硅油，其组分如下：
端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物 100份；
纳米碳酸钙 40份；
滑石粉（800目） 60份；
气相白炭黑 4份；
硅油增塑剂 33份；
颜料 3份；
乙烯基三丁酮肟基硅烷 4份；
甲基三丁酮肟基硅烷 4份；
γ-氨丙基三甲氧基硅烷 1.7份；
二醋酸二丁基锡 0.4份。
比较例1 选用粘度20000mPa.s端羟基聚二甲基硅氧烷，粘度100mPa.s二甲基硅油，其组分如下：
端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物 100份；
纳米碳酸钙 80份；
气相白炭黑 6份；
硅油增塑剂 33份；
颜料 3份；
乙烯基三丁酮肟基硅烷 5份；
四丁酮肟基硅烷 5份；
γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷 1.7份。
Claims (8)
1.一种高强度单组分室温硫化硅橡胶，其特征在于它的组成包含：
（a）端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物 100份；
（b）补强填料 90～150份；
（c）触变剂 4～10份；
（d）硅油增塑剂 15～33份；
（e）交联剂 6～14份；
（f）偶联剂 1.7～4份；
（g）催化剂 0～2.5份；
（h）颜料 0.3～3份。
2.根据权利要求1所述的高强度单组分室温硫化硅橡胶，其特征在于：所述的端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物，分子式为HO-[MeRSiO]n-OH（R为Me，CF3CH2CH2，Ph；n=100~2000），在25℃下平均粘度在2000～50000 mPa·s。
3. 根据权利要求1所述的高强度单组分室温硫化硅橡胶，其特征在于：所述的补强填料为经过表面疏水处理的纳米级碳酸钙，400~1250目滑石粉，800~2000目高岭土，1250目硅微粉中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的高强度单组分室温硫化硅橡胶，其特征在于：所述的触变剂是比表面积为150～230 cm3/g的气相白炭黑。
5.根据权利要求1所述的高强度单组分室温硫化硅橡胶，其特征在于：所述的硅油增塑剂是分子末端为甲基的聚甲基硅氧烷，分子式为Me-[Me2SiO]n-Me，在25℃下的平均粘度为100～1000 mPa·s。
6.根据权利要求1所述的高强度单组分室温硫化硅橡胶，其特征在于：所述的交联剂为一种或多种具有通式R4-n(SiOR1)p(ON=CR2R3)p的硅烷交联剂，其中R为1～8个碳原子的饱和的、直链或支链烷基，n是0～4，p是0～3，R1，R2，R3相互独立的具有1～4个碳原子的饱和的、直链或支链烷基。
7.根据权利要求1所述的高强度单组分室温硫化硅橡胶，其特征在于：所述的偶联剂为γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，二乙烯基三氨基丙基三甲氧基硅烷，缩水甘油醚氧三甲氧基硅烷，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种，优选为γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种。
8.根据权利要求1所述的高强度单组分室温硫化硅橡胶，其特征在于：所述的催化剂为无机锡化合物，单烷基有机锡化合物，二烷基有机锡化合物，三烷基有机锡化合物，四烷基有机锡化合物及它们的螯合物中的一种或多种。
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