CN108441158A - 一种双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶及其制备方法 - Google Patents

一种双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶，包括A组分和B组分。本发明双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶具有较好的性能，制备工艺简单且环保。本发明采用环氧改性，大幅提升密封胶产品的拉伸强度及拉伸剪切强度，粘接性能优异，综合环氧及改性硅烷密封胶的优势；本发明密封胶产品充分发挥了改性硅烷密封胶的性能优势，粘接强度大、耐候性好、免底涂剂、表干时间短、制备工艺简单、体系环保(脱醇固化，不含异氰酸酯)，而且产品从生产至使用过程均无有害物质排放，符合环保要求。

Description

一种双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶及其制备 方法
技术领域
本发明涉及一种双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶及其制备方法。
背景技术
硅烷封端聚环氧丙烷密封胶是一种新型环保改性硅烷密封胶，继承了硅酮弹性密封胶和聚氨酯弹性密封胶的优点和长处，表现出具有优良的耐候性、耐久性，高的抗形变位移能力，良好的粘接性、涂饰性、环境友善性、低玷污性以及优良作业性能等优点，可应用于多个工业领域。随着工业新材料、新工艺的不断应用与发展，以及大众对于环保和节能减排要求的日益提高，密封胶企业均更加注重产品的环保性，加大技术研发力度，开发绿色环保型产品，以区别于市场上中低端产品，获得持续稳定的市场竞争优势。由于硅烷封端聚环氧丙烷密封胶的环保性、各方面综合性能的平衡性及优良的工艺操作性能，很多工业装配厂商均对硅烷封端聚环氧丙烷密封胶有着大量需求。
以环氧树脂为基料的结构胶粘剂自二十世纪五十年代问世以来，其应用在不断增加。环氧树脂对多种固化剂都有活性，从而获得品种繁多的产品，它们具有不同的固化要求及最终使用性能。环氧树脂固化无副产物，收缩很小，并对多种不同基材有粘附性。尽管环氧胶粘剂仅代表总的胶粘剂市场中一小部分，但在高强度及耐久性是关键要求的地方它是无与伦比的。环氧树脂有优异的粘接性能，不仅能粘接木材、陶瓷，还能粘接金属、玻璃等，有万能胶之称。因而环氧树脂胶粘剂在交通运输、电子工业、机械工业等行业得以应用。环氧胶粘剂在众多领域有着广泛的应用，具有较好的发展前景，所以对环氧树脂胶粘剂的研究一直没有停止，而室温固化环氧树脂胶粘剂更是胶粘剂领域的研究发展方向。
通过环氧对硅烷封端聚环氧丙烷密封胶进行改性，可大幅提升改性硅烷胶的粘接强度、本体强度及硬度，能够广泛粘接各种材料，机械强度高，收缩性低，电绝缘性能优越，化学稳定性好，耐霉菌。预计双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶在航空、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将有着广泛用途。
目前无相关专利报道。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶及其制备方法。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案：一种双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的重量比为1:1；
所述A组分包括40～80重量份的环氧树脂、5～20重量份的稀释剂、60～240重量份的填料、2～8重量份的触变剂、1～2重量份的光稳定剂、1～2重量份的抗氧剂和1～5重量份的催化剂；
所述B组分包括80～120重量份的硅烷封端聚环氧丙烷、5～20重量份的稀释剂、60～200重量份的填料、2～8重量份的触变剂、10～50重量份的固化剂、1～4重量份的粘接促进剂和1～4重量份的交联剂。
优选地，所述A组分包括40～80重量份的环氧树脂、10～20重量份的稀释剂、60～240重量份的填料、2～8重量份的触变剂、1～2重量份的光稳定剂、1～2重量份的抗氧剂和1～5重量份的催化剂。
优选地，所述A组分包括80重量份的环氧树脂、20重量份的稀释剂、240重量份的填料、2重量份的触变剂、1重量份的光稳定剂、1.5重量份的抗氧剂和1重量份的催化剂；
所述B组分包括80重量份的硅烷封端聚环氧丙烷、20重量份的稀释剂、70重量份的填料、2重量份的触变剂、15重量份的固化剂、2重量份的粘接促进剂和2重量份的交联剂。
优选地，所述硅烷封端聚环氧丙烷聚合物为二甲氧基甲硅烷基封端聚环氧丙烷、三甲氧基硅烷封端聚环氧丙烷和三乙氧基硅烷封端聚环氧丙烷中的至少一种；所述环氧树脂是双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛型环氧树脂和邻甲酚醛型环氧树脂中的至少一种。
优选地，所述A组分中的稀释剂为聚氧化丙烯二醇、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二葵酯、邻苯二甲酸二壬酯、氯化石蜡52、4,5-环氧四氢邻苯二甲酸(2-乙基)己酯中的至少一种；所述A组分中的填料为碳酸钙、炭黑、二氧化硅、氧化锑、氧化铝、氢氧化铝、氧化锌、氯化石蜡70中的至少一种；所述A组分中的触变剂为聚酰胺、气相二氧化硅、蓖麻油、有机膨润土中的至少一种。
优选地，所述B组分中的稀释剂为聚氧化丙烯二醇、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二葵酯、邻苯二甲酸二壬酯、氯化石蜡52、4,5-环氧四氢邻苯二甲酸(2-乙基)己酯中的至少一种；所述B组分中的填料为碳酸钙、炭黑、二氧化硅、氧化锑、氧化铝、氢氧化铝、氧化锌、氯化石蜡70中的至少一种；所述B组分中的触变剂为聚酰胺、气相二氧化硅、蓖麻油、有机膨润土中的至少一种。
优选地，所述光稳定剂为二苯甲酮类、苯并***类、水杨酸酯类、三嗪类、取代丙烯腈类、受阻胺类光稳定剂中的至少一种；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、复合抗氧剂中的至少一种；所述交联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种；所述粘附促进剂为含有烷氧基团的硅烷。
优选地，所述催化剂为有机锡类催化剂；所述固化剂为有机胺类化合物、硫醇化合物中的至少一种。
本发明提供了上述所述的双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将A组分的环氧树脂、稀释剂、填料、触变剂、光稳定剂、抗氧剂和催化剂混合均匀，得到A组分；
(2)将B组分的硅烷封端聚环氧丙烷、稀释剂和填料于80～120℃、0.085～0.095MPa真空度下混合均匀，并维持以上混合条件；将得到的混合料的温度降至50℃以下后，加入B组分的触变剂、固化剂、粘接促进剂和交联剂，在干燥的惰性气体保护气氛下，混合均匀；
(3)A、B组分制得后分别按规格密封包装保存，使用时按重量比为1:1混合后使用。
优选地，所述步骤(2)中维持以上混合条件的时间为2～6小时。
本发明的有益效果在于：
本发明双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶具有较好的性能，制备工艺简单且环保。
具体来说：
(1)本发明采用环氧改性，大幅提升密封胶产品的拉伸强度及拉伸剪切强度，粘接性能优异，综合环氧及改性硅烷密封胶的优势；
(2)稀释剂采用柔顺性优异的聚氧化丙烯二醇，配合硅烷封端聚环氧丙烷及填料体系，密封胶固化后具备高弹性；
(3)固化速度快，适用于大面积及深度粘接应用；
(4)制备方法中脱水剂、粘附促进剂等助剂的加入采用惰性气体保护气氛下分散均匀，避免了胶料混合过程产生高温并在高真空度下助剂挥发而影响产品重量的生产问题；
(5)本发明密封胶产品充分发挥了改性硅烷密封胶的性能优势，粘接强度大、耐候性好、免底涂剂、表干时间短、制备工艺简单、体系环保(脱醇固化，不含异氰酸酯)，而且产品从生产至使用过程均无有害物质排放，符合环保要求。
具体实施方式
实施例1
本发明所述的双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶的制备方法的一种实施例，包括以下步骤：
(1)将40重量份的双酚A型环氧树脂、10重量份的邻苯二甲酸二葵酯、60重量份的碳酸钙、6重量份的气相二氧化硅、1.5重量份的2-(2-羟基-3,5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯并***、2重量份的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、5重量份的双(乙酰丙酮酸)二丁基锡混合均匀，按规格密封包装，制得A组分；
(2)将100重量份的二甲氧基甲硅烷基封端聚环氧丙烷、5重量份的聚氧化丙烯二醇、60重量份的二氧化硅于80℃、0.095MPa真空度下混合均匀，并维持以上混合条件6小时；将得到的混合料的温度降至50℃以下后，加入6重量份的聚酰胺触变剂、10重量份的改性脂肪胺、1重量份的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、1重量份的甲基三甲氧基硅烷，在干燥的惰性气体保护气氛下，混合均匀，按规格密封包装，制得B组分；
A、B组分制得后分别保存，使用时按重量比为1:1混合后使用。
实施例2
本发明所述的双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶的制备方法的一种实施例，包括以下步骤：
(1)将60重量份的双酚A型环氧树脂、15重量份的4,5-环氧四氢邻苯二甲酸(2-乙基)己酯、200重量份的氧化铝、8重量份的有机膨润土、2重量份的2-(2-羟基-3,5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯并***、1重量份的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、4重量份的二月桂酸二丁基锡混合均匀，按规格密封包装，制得A组分；
(2)将120重量份的三甲氧基硅烷封端聚环氧丙烷、10重量份的邻苯二甲酸二丁酯、200重量份的氧化铝于100℃、0.090MPa真空度下混合均匀，并维持以上混合条件4小时；将得到的混合料的温度降至50℃以下后，加入8重量份的气相二氧化硅、50重量份的硫醇、4重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、4重量份的乙烯基三甲氧基硅烷，在干燥的惰性气体保护气氛下，混合均匀，按规格密封包装，制得B组分；
A、B组分制得后分别保存，使用时按重量比为1:1混合后使用。
实施例3
本发明所述的双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶的制备方法的一种实施例，包括以下步骤：
(1)将80重量份的双酚F型环氧树脂、20重量份的邻苯二甲酸二葵酯、160重量份的碳酸钙、80重量份的氧化锑、2重量份的气相二氧化硅、1重量份的2-(2-羟基-3,5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯并***、1.5重量份的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、1重量份的双(乙酰丙酮酸)二丁基锡混合均匀，按规格密封包装，制得A组分；
(2)将80重量份的二甲氧基甲硅烷基封端聚环氧丙烷、20重量份的氯化石蜡52、70重量份的炭黑于120℃、0.085MPa真空度下混合均匀，并维持以上混合条件2小时；将得到的混合料的温度降至50℃以下后，加入2重量份的聚酰胺触变剂、15重量份的4,6-(二甲胺基甲基)三苯酚、2重量份的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、2重量份的乙烯基三甲氧基硅烷，在干燥的惰性气体保护气氛下，混合均匀，按规格密封包装，制得B组分；
A、B组分制得后分别保存，使用时按重量比为1:1混合后使用。
效果检测：
将实施例1～3实施例制备得到的双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶进行性能测试，得到如表1所示的检测结果：
表1双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶的性能
从表1可知，实施例1～3制备得到的双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶，其弹性优异，主要表现为高拉伸强度及高拉断伸长率，尤其是实施例3，整体性能优于同类先进产品。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶，其特征在于，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的重量比为1:1；
所述A组分包括40～80重量份的环氧树脂、5～20重量份的稀释剂、60～240重量份的填料、2～8重量份的触变剂、1～2重量份的光稳定剂、1～2重量份的抗氧剂和1～5重量份的催化剂；
所述B组分包括80～120重量份的硅烷封端聚环氧丙烷、5～20重量份的稀释剂、60～200重量份的填料、2～8重量份的触变剂、10～50重量份的固化剂、1～4重量份的粘接促进剂和1～4重量份的交联剂。
2.根据权利要求1所述的双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶，其特征在于，所述A组分包括40～80重量份的环氧树脂、10～20重量份的稀释剂、60～240重量份的填料、2～8重量份的触变剂、1～2重量份的光稳定剂、1～2重量份的抗氧剂和1～5重量份的催化剂。
3.根据权利要求1所述的双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶，其特征在于，所述A组分包括80重量份的环氧树脂、20重量份的稀释剂、240重量份的填料、2重量份的触变剂、1重量份的光稳定剂、1.5重量份的抗氧剂和1重量份的催化剂；
所述B组分包括80重量份的硅烷封端聚环氧丙烷、20重量份的稀释剂、70重量份的填料、2重量份的触变剂、15重量份的固化剂、2重量份的粘接促进剂和2重量份的交联剂。
4.根据权利要求1所述的双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶，其特征在于，所述硅烷封端聚环氧丙烷聚合物为二甲氧基甲硅烷基封端聚环氧丙烷、三甲氧基硅烷封端聚环氧丙烷和三乙氧基硅烷封端聚环氧丙烷中的至少一种；所述环氧树脂是双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛型环氧树脂和邻甲酚醛型环氧树脂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶，其特征在于，所述A组分中的稀释剂为聚氧化丙烯二醇、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二葵酯、邻苯二甲酸二壬酯、氯化石蜡52、4,5-环氧四氢邻苯二甲酸(2-乙基)己酯中的至少一种；所述A组分中的填料为碳酸钙、炭黑、二氧化硅、氧化锑、氧化铝、氢氧化铝、氧化锌、氯化石蜡70中的至少一种；所述A组分中的触变剂为聚酰胺、气相二氧化硅、蓖麻油、有机膨润土中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶，其特征在于，所述B组分中的稀释剂为聚氧化丙烯二醇、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二葵酯、邻苯二甲酸二壬酯、氯化石蜡52、4,5-环氧四氢邻苯二甲酸(2-乙基)己酯中的至少一种；所述B组分中的填料为碳酸钙、炭黑、二氧化硅、氧化锑、氧化铝、氢氧化铝、氧化锌、氯化石蜡70中的至少一种；所述B组分中的触变剂为聚酰胺、气相二氧化硅、蓖麻油、有机膨润土中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶，其特征在于，所述光稳定剂为二苯甲酮类、苯并***类、水杨酸酯类、三嗪类、取代丙烯腈类、受阻胺类光稳定剂中的至少一种；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、复合抗氧剂中的至少一种；所述交联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种；所述粘附促进剂为含有烷氧基团的硅烷。
8.根据权利要求1所述的双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶，其特征在于，所述催化剂为有机锡类催化剂；所述固化剂为有机胺类化合物、硫醇化合物中的至少一种。
9.如权利要求1所述的双组分环氧改性硅烷封端聚环氧丙烷密封胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将A组分的环氧树脂、稀释剂、填料、触变剂、光稳定剂、抗氧剂和催化剂混合均匀，得到A组分；
(2)将B组分的硅烷封端聚环氧丙烷、稀释剂和填料于80～120℃、0.085～0.095MPa真空度下混合均匀，并维持以上混合条件；将得到的混合料的温度降至50℃以下后，加入B组分的触变剂、固化剂、粘接促进剂和交联剂，在干燥的惰性气体保护气氛下，混合均匀；
(3)A、B组分制得后分别按规格密封包装保存，使用时按重量比为1:1混合后使用。
10.如权利要求9所述的的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中维持以上混合条件的时间为2～6小时。
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