CN108659767A - 一种可涂性硅烷改性密封胶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可涂性硅烷改性密封胶，采用硅烷改性聚合物树脂、增塑剂、增强填料、触变剂、颜填料、紫外光吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、催化剂以及除水剂、粘接促进剂等组分组成，通过添加不溶于水和脂肪族烃的磷酸烷基酯，提高粘接促进剂含量，强化密封剂脱水温度与时间，制得的可涂性硅烷改性密封胶具有良好的可涂性，可与各种溶剂型、水性的涂料、油漆涂装配套，涂装涂层具有优异的附着力、柔韧性和耐久性，解决了现有硅烷改性聚合物密封胶存在涂装配套差、涂层附着力或柔韧性差与耐久性差的问题，具有广泛的市场推广前景和良好的经济社会效益。

Description

一种可涂性硅烷改性密封胶

技术领域

本发明涉及一种密封胶及其制备工艺，具体涉及可涂性硅烷改性密封胶，属密封涂装防护材料与技术领域。

背景技术

密封技术作为基材粘接或密封处理，基材密封或粘接后需要后续加工处理，比较广泛的后处理是涂装作业。现有研究表明，硅酮密封剂表面无法有效进行包括水性、溶剂型、油性涂料的涂装；而与现有硅酮密封剂相比，硅烷改性密封剂最大的优势之一是可与各种油漆配套使用。

硅烷改性聚合物密封胶涂装配套应用技术已在各式车辆（如汽车、电动车、工程机械车辆、三轮车等）生产线上应用，如取代环氧胶粘剂、普通腻子进行零部件粘接、密封、填缝、减震处理后，胶层表面与车辆部件一起进行涂装处理，甚至经过中高温加工处理，装饰效果良好；硅烷改性聚合物密封胶涂装配套应用技术被应用于桥梁缆索密封防护工程以及海洋混凝土潮差区表面的复合涂层防护工程及装配式建筑接缝密封防护体系中，都已取得较好的应用效果。如中国专利CN200810190126.4公开了“一种悬索桥缆索***的密封防腐蚀防护方法”，该方法将整个缆索***分为7类表面：缠丝段主缆的外表面；非缠丝段主缆的外表面；主缆鞍座处裸露索股的外表面；锚室内散索股、吊索钢丝绳以及检修道栏杆绳、扶手绳的外表面；索夹、散索鞍(套)、鞍座的外表面及螺栓螺母外露表面；锚杯、吊索夹具、吊索减震架、检修道立柱和支架的外表面；索夹、缆套环缝、对接缝、鞍座顶口的缝隙密封表面，分别采用不同的处理方法，密封防腐蚀方法完整，在该方法中使用了新型密封材料和防腐涂料，密封性能好、防腐寿命长，强度高，保证了悬索桥缆索***的耐久性。

但在工程实际涂装应用过程中，现场施工经常发现密封胶表面涂装配套出现问题，如涂层在胶层上附着力差（严重出现脱落现象）、涂层柔韧性差（严重时指压易脆裂）等，虽然现场进行了改进处理，但该技术问题一致没有从根本上彻底解决，给相关工程运行造成极大影响。如某悬索桥主缆密封涂装防护工程，交工不到三年，桥梁管理方即发现相关质量缺陷：主缆涂层存在开裂现象，油漆涂层用指甲一掐即脆裂，缺陷布满整个主缆；油漆涂层开裂问题遍布整个主缆表面。上述问题不仅导致主缆装饰效果完全失败，还给主缆密封防护与使用寿命造成严重隐患，另外主缆如何采取经济、高效、可靠、耐久的维修方案也成了技术人员一大技术难题，最终给施工企业造成巨大的经济损失，导致极其负面的社会与经济影响。

发明内容

针对现有技术存在的上述诸多问题和隐患，通过针对性实验，进行问题分析，本发明发现不溶于水和脂肪族烃的磷酸烷基酯新功能，经配方体系创新、材料选择，本发明公开了一种可涂性硅烷改性密封胶，在保持密封胶应有的密封、粘接、拉伸、抗位移等功能的同时，解决了现有硅烷改性聚合物密封胶虽然表面可涂装涂料、油漆，但存在涂层脆裂甚至脱落，耐久性差等技术问题，经试验验证，本发明密封胶可与现有各种水性、溶剂型油漆或涂料涂装配套，涂层附着力优异，柔韧性好，可保证密封涂装体系良好的物理机械性能、耐候持久。具体技术方案如下：

一种可涂性硅烷改性密封胶，含有质量百分比为15~35%硅烷改性聚合物树脂、1~15%增塑剂、35~55%增强填料、15~30%磷酸烷基酯、0.7~1%触变剂、0~10%颜填料、0.1~0.4%紫外光吸收剂、0.1~0.4%光稳定剂、0.1~0.4%抗氧化剂、0.2~1%除水剂、0.8~5%粘接促进剂以及0.3~1%催化剂制成。

上述磷酸烷基酯不溶于水和脂肪族烃，可采用磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2,3-二氯丙基)酯、磷酸三(2,3-二溴丙基)酯、磷酸三乙氯酯的任一种或其任意两种以上组合任意重量比的混合物，质量百分比可优选为18~25%，还可进一步优化为20~22%。

上述的硅烷改性聚合物树脂可以为硅烷改性聚醚树脂MS、硅烷改性聚氨酯树脂SPUR、硅烷改性聚合物树脂STP、硅烷改性聚合物树脂STPE任一种，或其任意组合的任意质量比混合物。

上述除水剂为乙烯基硅烷；上述粘接促进剂为氨基硅烷或环氧基硅烷，也可以是二者的混合物，其中氨基硅烷与环氧基硅烷的重量份比例为2:1。

上述可涂性硅烷改性密封胶，采用带有加热、冷却、真空设施的双行星搅拌机于现有技术的制备工艺进行制备，其中密封胶制备的高温脱水工序工艺参数为：物料温度110℃~120℃、真空下，混合分散脱水时间120min~150min。

本发明采用不溶于水和脂肪族烃的磷酸烷基酯，同时设计调整其用量，提高整个密封剂胶体中的抗水与脂肪族烃渗透的能力，当其表面进行涂装时，上述体系有效了阻止涂料或油漆中水或脂肪族烃的渗透蔓延，从而保证涂料或油漆体系液膜中功能组分的稳定与顺利固化成膜，且保证膜层应有的柔韧性、附着力以及相关物化性能，从而实现双方之间优异的可涂性。

本发明针对配方中磷酸烷基酯的使用影响密封胶基材附着力问题，优化了粘接促进剂氨基硅烷、环氧基硅烷或二者混合物的重量份，协调双方影响，保证密封剂与基材、密封剂与涂料或油漆之间具有良好的相容性、附着力，实现整个密封涂装防护体系的理化性能与耐久性。

本发明优化密封胶制备过程中脱水工序的参数设计，可以最优脱除物料中尤其是磷酸烷基酯或磷酸三乙氯酯中含有的微量水分，保证密封产品的储存稳定性及密封剂硫化成膜后的内在理化性能，确保其可涂性效果与可靠性。

现有技术介绍，磷酸酯是一种兼阻燃、增塑效果为一体的阻燃增塑剂，具有无味、耐光辐射、防霉、相溶而不易喷出，增塑性能好，阻燃效果优异等特性，磷系阻燃剂的阻燃作用在于阻碍向火焰供给燃料，降低聚合物裂解速度和催化聚合物的交联反应，这样就促使聚合物的碳化，增加燃烧残余物的量。含卤磷酸酯一般作为阻燃剂使用，而芳香族磷酸酯、脂肪族磷酸酯或芳香脂肪族磷酸酯则作为阻燃增塑剂使用。

磷酸烷基酯类阻燃剂有：磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯、磷酸三(2，3-二溴丙基)酯、Pyrol99等；

磷酸芳基酯类阻燃剂有：磷酸甲苯-二苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸(2-乙基己基)-二苯酯等。

此外，还有磷酸三(二溴丙基) 酯及卤代环己烷及其衍生物、十溴联苯醚及其衍生物。

中国专利CN201110373683.1“一种阻燃聚氨酯密封胶及其制备方法”就是采用具有阻燃和增塑双重作用的膦酸酯阻燃增塑剂制备了具有阻燃性能的聚氨酯密封胶。中国专利CN201710834912.2“一种氯丁橡胶改性阻燃聚氨酯密封胶及其制备方法”采用磷酸酯类、磷酸酯类、亚磷酸酯、卤代烷基磷酸酯或卤代芳基磷酸酯中的一种或任意两种以上的组合物作为阻燃稀释剂制备了氯丁橡胶改性阻燃聚氨酯密封胶。中国专利CN201610819386.8“一种阻燃密封胶的制备方法”采用磷酸脂阻燃剂制备一种环氧阻燃密封胶。中国专利CN201410808114.9“一种室温固化阻燃硅酮密封胶及其制备方法”采用有机磷系阻燃剂为甲基膦酸二甲酯(DMMP)、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、膦酸三丁酯、三异丙基磷酸酯、膦酸三甲脂中的一种或其任意组合制备一种室温固化阻燃硅酮密封胶。中国专利CN201210195356.6“一种阻燃聚硫密封胶及其制备工艺”磷酸酯类阻燃剂-三苯基磷酸酯、三氯乙基磷酸酯、氯丙基磷酸酯、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯或磷酸三丙酯，其中一种或几种，制备了一种阻燃聚硫密封胶。中国专利CN201110185559.2“基于改性聚醚聚合物的阻燃密封胶及其制备方法”采用阻燃剂剂磷酸三苯酯等制备了一种基于改性聚醚聚合物的阻燃密封胶。中国专利CN200910065222.0“双组分聚硫防火阻燃密封胶及其制备方法”使用阻燃增塑剂-磷酸甲苯二苯酯、三芳基磷酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯及氯化石蜡中的一种或其任意组合制备了双组分聚硫防火阻燃密封胶。

综上所述，现有技术中未见有利用阻燃剂、增塑剂尤其是不溶于水和脂肪族烃的磷酸烷基酯制得可涂性硅烷改性密封胶的技术启示。

本发明的有益效果是：

本发明公开了一种可涂性硅烷改性密封胶，可与各种溶剂型、水性的涂料、油漆涂装配套，涂装涂层具有优异的附着力、柔韧性和耐久性，解决了现有硅烷改性聚合物密封胶存在涂装配套差、涂层附着力或柔韧性差与耐久性差的问题，具有广泛的市场推广前景和良好的经济社会效益。

本发明采用不溶于水和脂肪族烃的磷酸烷基酯制得可涂性硅烷改性密封胶，创新发现了不溶于水和脂肪族烃的磷酸烷基酯的特殊作用，通过创造性劳动，制得可涂性硅烷改性密封胶。突破了现有技术并解决了现有技术问题，具有良好的经济与社会效益。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1-4：

表1为汇总了实施例1-4各配方组份。采用的硅烷改性聚合物树脂、磷酸烷基酯、增塑剂、增强填料、触变剂、颜填料、紫外光吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、催化剂以及除水剂、粘接促进剂等组分均为现有技术。如烷改性聚合物树脂是现有技术的MS、STP、STPE、SPU、SPUR等硅烷改性聚合物树脂产品；增塑剂可以是现有的DIDI、PPG等增塑产品；补强填料优选纳米碳酸钙；颜填料为现有技术产品，如炭黑、酞青类颜料、钛白粉等颜料以及重钙、轻钙、硅微粉等填料；耐候助剂是现有技术产品，如汽巴公司的紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂等；催化剂为现有技术产品，可优选有机锡类材料，如辛酸亚锡、月桂胺有机锡、鳌合锡等。

按照表1中组份及配比称取各材料，固态物料在100-105℃下干燥脱水2h，冷却后备用；

使用带有加热、冷却、真空设施的双行星搅拌机，清洁、干燥后，按照配方依次加入增塑剂、磷酸烷基酯、硅烷改性聚合物树脂、增强填料、触变剂、颜填料以及紫外光吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂，按照现有技术工艺进行真空分散作业。

然后在真空条件下，将物料温度控制在110℃-120℃，混合分散并脱水120min-150min，然后冷却至50℃以下，按照现有工艺技术加入除水剂并在真空条件下分散均匀；再加入粘接促进剂并在真空条件下分散均匀；最后加入催化剂，在真空条件下分散均匀后即可出料灌装，制得本发明产品。

表1 实施例1-4配方组份 单位：份数

上述中MS303、MS810为硅烷改性聚醚树脂MS的具体型号；SPUR为硅烷改性聚氨酯树脂SPUR简称；STP为硅烷改性聚合物树脂STP简称；STPE为硅烷改性聚合物树脂STPE简称。

本发明制得的可涂性硅烷改性密封胶性能符合现有国家标准要求，与现有硅烷改性聚合物密封胶与聚氨酯面漆、水性面漆涂装对比，本实施例取得了良好的可涂效果，解决了现有硅烷改性密封胶涂装遇到的技术问题。测试结果见表2。

表2 实施例与现有几类硅烷改性密封胶可涂性对比结果

Claims (9)

1.一种可涂性硅烷改性密封胶，其特征在于：含有质量百分比为15~35%硅烷改性聚合物树脂、1~15%增塑剂、15~30%磷酸烷基酯、35~55%增强填料、0.7~1%触变剂、0~10%颜填料、0.1~0.4%紫外光吸收剂、0.1~0.4%光稳定剂、0.1~0.4%抗氧化剂、0.2~1%除水剂、0.8~5%粘接促进剂以及0.3~1%催化剂制成。

2.根据权利要求1所述的可涂性硅烷改性密封胶，其特征在于：所述的磷酸烷基酯不溶于水和脂肪族烃。

3.根据权利要求2所述的可涂性硅烷改性密封胶，其特征在于：所述的磷酸烷基酯为磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2,3-二氯丙基)酯、磷酸三(2,3-二溴丙基)酯、磷酸三乙氯酯的任一种或其任意两种以上组合任意重量比的混合物。

4.根据权利要求1可涂性硅烷改性密封胶，其特征在于：所述的磷酸烷基酯质量百分比为20~22%。

5.根据权利要求1所述的可涂性硅烷改性密封胶，其特征在于：所述的硅烷改性聚合物树脂为硅烷改性聚醚树脂MS、硅烷改性聚氨酯树脂SPUR、硅烷改性聚合物树脂STP以及硅烷改性聚合物树脂STPE任一种，或其任意组合的任意质量比的混合物。

6.根据权利要求1所述的可涂性硅烷改性密封胶，其特征在于：所述可涂性硅烷改性密封剂中的粘接促进剂为氨基硅烷，其质量百分比为0.8~5%。

7.根据权利要求1所述的可涂性硅烷改性密封胶，其特征在于：所述粘接促进剂为环氧基硅烷，其质量百分比为0.8~5%。

8.根据权利要求1所述的可涂性硅烷改性密封胶，其特征在于：所述粘接促进剂为环氧基硅烷与氨基硅烷的混合物，其中氨基硅烷与环氧基硅烷的质量比为2:1。

9.一种权利要求1所述的可涂性硅烷改性密封胶，采用带有加热、冷却、真空设施的双行星搅拌机进行制备，其特征在于：物料温度110℃~120℃、真空下，混合分散脱水时间120min~150min。