CN109796925A - 一种防火硅酮密封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防火硅酮密封胶，具体包括如下组分：α，ω‑二羟基聚硅烷氧烷(80～100份)、聚二甲基硅氧烷(1～50份)、阻燃剂(50～100份)、硅烷偶联剂(2～24份)、催化剂(0.5～3份)、键合剂(0.2～2份)；所述键合剂为离子型液体化合物，能够利用氢键力和静电力与阻燃剂颗粒相互作用实现功能化包覆改性，改性后的阻燃剂颗粒可与粘结剂组分进一步交联提高力学性能。同时，本发明还提供了该密封胶的制备方法，该制备方法将基料的制备和密封胶的制备两步合二为一，简化了操作流程。

Description

一种防火硅酮密封胶及其制备方法

技术领域

本发明属于密封胶技术领域，具体涉及一种新型防火硅酮密封胶及其制备方法。

背景技术

近年来，建筑材料防火是建筑材料研究和生产的重要领域。其中，用于防火封堵的密封胶材料是其研究的重要领域，其在满足防火要求的同时，还必须与多种基材有良好的粘接性。传统的封堵材料如防火水泥，在安装2-3年后，可能出现整体硬化、与基材粘结不好的情况。

为进一步提高封堵效果，需对其封堵剂进行改性。硅酮密封胶是一类有机无机复合胶粘剂，其与基材之间是靠强的化学键相互作用的，粘贴效果更强，使用更加持久。同时，为提高其防火效果，要在配方中添加大量的阻燃剂。常用阻燃剂主要包括卤素阻燃剂、磷系阻燃剂和无机阻燃剂等，其中无机阻燃剂如氢氧化铝、氢氧化镁等具有无毒、低烟、低腐蚀，价格低廉等优点。但是，由于无机填料与有机阻燃剂之间界面作用力弱，致使其使用过程中随着有机组分的收缩会出现胶粘剂和填料剥离的现象，降低了其封堵效果，增加了反修频率。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种防火硅酮密封胶，通过对配方组分的调控，解决无机阻燃剂与有机粘结剂组分间易脱落的问题，提高了其耐候性和力学性能。

本发明采用的具体实施方式如下：

一种防火硅酮密封胶，其特征在于包括如下组分：α，ω-二羟基聚硅氧烷(80～100份)、聚二甲基硅氧烷(1～50份)、阻燃剂(50～100份)、硅烷偶联剂(2～24份)、催化剂(0.5～3份)、键合剂(0.2～2份)；

所述α，ω-二羟基聚硅氧烷的结构通式为HO-[SiOR₂]-SiOH，其中R为甲基、乙基、丙基、乙烯基或苯基，n的范围为50～2000；

进一步的，所述α，ω-二羟基聚氧烷的粘度范围为1000～70000mPa.s；

所述阻燃剂包括氢氧化镁、氢氧化铝、氧化镁、氧化铝、硼酸锌、硼酸锌、硼酸钙中的一种或几种的混合物；

所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、二丁基二醋酸锡、钛酸丙酯、钛酸丁酯中的一种或几种的混合物；

所述硅烷偶联剂包括甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯中的一种或几种的混合物；

所述键合剂包括乙醇胺乙酸盐、二乙醇胺乙酸盐、三乙醇胺乙酸盐、乙醇胺甲酸盐、二乙醇胺甲酸盐、三乙醇胺甲酸盐中的一种或多种的混合物。

本发明的主要特点是加入的键合剂为离子盐结构，分子内之间存在强的静电力和氢键力作用，同时该类分子还具有强极性、不挥发、室温下为液体、多功能化的特点。其中的静电力、氢键力以及强极性作用使其及易包覆在阻燃填料的表面形成高粘接力的包覆层，同时含有羟基、羧基等官能团还可实现对阻燃剂颗粒的功能化改性；这些功能基团还可进一步与粘结剂体系交联形成网状结构提高粘结强度，进一步密封胶的力学性能。

本发明还提供一种防火硅酮密封胶的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)分别称量各配方组分备用；

(2)将称量好的键合剂配制成10～30％的水溶液，然后将其加入到搅拌反应釜中，边搅拌边加阻燃剂；加入完毕后升温到80～90℃，继续搅拌蒸发水分，边搅拌边蒸发，待水分蒸发完毕后，取出干燥2h得改性后的阻燃剂颗粒；

(3)将α，ω-二羟基聚硅氧烷，聚二甲基硅氧烷、硅烷偶联剂加入到搅拌机内搅拌，抽真空至-0.05～-0.1MPa，升温到80～90℃，搅拌反应30～90min后，降温到50～60℃，加入填料和催化剂，再抽真空至-0.05～-0.1MPa继续反应30～120min，最后降温-放气-出料得阻燃型高强度密封胶。

本制备方法首先用乙醇胺离子型键合剂对阻燃颗粒进行功能化改性，然后捏合成型提高了密封胶的力学性能。同时，制备过程中将基料的制备与密封胶的制备两步合二为一，采用一锅法简化了操作过程。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1:

一种防火硅酮密封胶，包括α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(100份)、聚二甲基硅氧烷(35份)、氢氧化镁(82份)、氢氧化铝(18份)、二甲基二甲氧基硅烷(12份)、二月桂酸二辛基烯(1.5份)、二乙醇胺乙酸盐(1份)；所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度5200mPa.s；

所述防火密封胶的制备工艺包括如下步骤：

(1)分别称量各配方组分备用；

(2)将称量好的二乙醇胺乙酸盐2g配制成10％的水溶液，然后将其加入到搅拌反应釜中，搅拌条件下依次加入氢氧化镁164g、氢氧化铝36g,然后升高温度到85℃，继续剧烈搅拌，随着水份的挥发，二乙醇胺乙酸盐均匀包覆在阻燃剂氢氧化镁、氢氧化铝的表面。持续搅拌直至反应器底部没有液体溶剂为止，停止搅拌降温，然后转移到烘箱中干燥2h，得改性阻燃剂颗粒。

(3)将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷200g，聚二甲基硅氧烷70g、二甲基二甲氧基硅烷24g加入到搅拌釜内搅拌，抽真空至-0.05～-0.1MPa，升温到85℃，搅拌反应45min后，降温到55℃，加入2步改性后的填料和二月桂酸二辛基烯3g，再抽真空至-0.05～-0.1MPa继续反应40min，后降温-放气-出料得阻燃型高强度密封胶。

实施例2:

一种防火硅酮密封胶，包括α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(100份)、聚二甲基硅氧烷(35份)、氢氧化镁(64份)、氢氧化铝(36份)、乙烯基三甲氧基硅烷(12份)、二月桂酸二丁基锡(1.5份)、三乙醇胺乙酸盐(1.5份)；所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度5200mPa.s；

所述防火密封胶的制备工艺包括如下步骤：

(1)分别称量各配方组分备用；

(2)将称量好的三乙醇胺乙酸盐3g配制成10％的水溶液，然后将其加入到搅拌反应釜中，搅拌条件下依次加入氢氧化镁128g、氢氧化铝72g,然后升高温度到85℃，继续剧烈搅拌，随着水份的挥发，三乙醇胺乙酸盐均匀包覆在阻燃剂氢氧化镁、氢氧化铝的表面。持续搅拌直至反应器底部没有液体溶剂为止，停止搅拌降温，然后转移到烘箱中干燥2h，得改性阻燃剂颗粒。

(3)将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷200g，聚二甲基硅氧烷70g、乙烯基三甲氧基硅烷24g加入到搅拌釜内搅拌，抽真空至-0.05～-0.1MPa，升温到85℃，搅拌反应45min后，降温到55℃，加入2步改性后的填料和二月桂酸二丁基锡3g，再抽真空至-0.05～-0.1MPa继续反应40min，后降温-放气-出料得阻燃型高强度密封胶。

实施例3:

一种防火硅酮密封胶，包括α，ω-二羟基聚二乙基硅氧烷(100份)、聚二甲基硅氧烷(35份)、氧化镁(50份)、氧化铝(50份)、乙烯基三甲氧基硅烷(12份)、二月桂酸二丁基锡(1.5份)、三乙醇胺甲酸盐(1.5份)；所述α，ω-二羟基聚二甲基硅烷氧烷的粘度12300mPa.s；

所述防火密封胶的制备工艺包括如下步骤：

(1)分别称量各配方组分备用；

(2)将称量好的三乙醇胺甲酸盐3g配制成10％的水溶液，然后将其加入到搅拌反应釜中，搅拌条件下依次加入氧化镁100g、氧化铝100g,然后升高温度到85℃，继续剧烈搅拌，随着水份的挥发，三乙醇胺甲酸盐均匀包覆在阻燃剂氧化镁、氧化铝的表面。持续搅拌直至反应器底部没有液体溶剂为止，停止搅拌降温，然后转移到烘箱中干燥2h，得改性阻燃剂颗粒。

(3)将α，ω-二羟基聚二乙基硅氧烷200g，聚二甲基硅氧烷70g、乙烯基三甲氧基硅烷24g加入到搅拌釜内搅拌，抽真空至-0.05～-0.1MPa，升温到85℃，搅拌反应45min后，降温到55℃，加入2步改性后的填料和二月桂酸二丁基锡3g，再抽真空至-0.05～-0.1MPa继续反应40min，后降温-放气-出料得阻燃型高强度密封胶。

对比例：

25℃下将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷200g，氢氧化镁、氢氧化钾复合粉200g，加入捏合机中于150℃混炼脱水360min，冷却后得到基料。然后在室温下，将基料加入到搅拌釜内，将聚二甲基硅氧烷2g，甲基三甲氧基硅烷8g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷4g、钛酸异丙酯3g依次加入搅拌釜内真空度-0.08MPa下聚合反应4h得硅酮密封胶。

上述实施例和对比例制备的密封胶分别进行力学性能和阻燃性能测试，具体测试方法如下：GB/T528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定；GB/T10707-2008橡胶燃烧性能测定氧指数法。相关数据如表1所示：

表1.密封胶胶板的力学性能及燃烧性能

表1数据表明，本发明制备的密封胶的阻燃性能和力学性能均有显著提高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种防火硅酮密封胶，其特征在于包括如下组分：α，ω-二羟基聚硅烷氧烷(80～100份)、聚二甲基硅氧烷(1～50份)、阻燃剂(50～100份)、硅烷偶联剂(2～24份)、催化剂(0.5～3份)、键合剂(0.2～2份)；

所述键合剂为离子型液体化合物，能够利用氢键力和静电力与阻燃剂颗粒相互作用实现功能化包覆改性，改性后的阻燃剂颗粒可与粘结剂组分进一步交联提高力学性能。

2.一种防火硅酮密封胶，其特征在于，所述键合剂包括乙醇胺乙酸盐、二乙醇胺乙酸盐、三乙醇胺乙酸盐、乙醇胺甲酸盐、二乙醇胺甲酸盐、三乙醇胺甲酸盐中的一种或多种的混合物。

3.一种防火硅酮密封胶，其特征在于：

所述α，ω-二羟基聚硅氧烷的结构通式为HO-[SiOR₂]-SiOH，其中R为甲基、乙基、丙基、乙烯基或苯基，n的范围为50～2000；

所述α，ω-二羟基聚硅烷氧烷的粘度范围为1000～70000mPa.s。

4.一种防火硅酮密封胶，其特征在于，所述阻燃剂包括氢氧化镁、氢氧化铝、氧化镁、氧化铝、硼酸锌、硼酸锌、硼酸钙中的一种或几种的混合物。

5.一种防火硅酮密封胶，其特征在于，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、二丁基二醋酸锡、钛酸丙酯、钛酸丁酯中的一种或几种的混合物。

6.一种防火硅酮密封胶，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯中的一种或几种的混合物。

7.一种防火硅酮密封胶的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)分别称量各配方组分备用；

(2)将称量好的键合剂配制成10～30％的水溶液，然后将其加入到搅拌反应釜中，边搅拌边加阻燃剂；加入完毕后升温到80～90℃，继续搅拌蒸发水分，边搅拌边蒸发，待水分蒸发完毕后，取出干燥2h得改性后的阻燃剂颗粒；

(3)将α，ω-二羟基聚硅氧烷，聚二甲基硅氧烷、硅烷偶联剂加入到搅拌釜内搅拌，抽真空至-0.05～-0.1MPa，升温到80～90℃，搅拌反应30～90min后，降温到50～60℃，加入填料和催化剂，再抽真空至-0.05～-0.1MPa继续反应30～120min，最后降温-放气-出料得阻燃型高强度密封胶。