CN110628381A - 一种多功能中性硅酮结构胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于胶粘剂技术领域，尤其是一种多功能中性硅酮结构胶及其制备方法，针对现有的粘结重量较大的物体时经常出现物体掉落的情况问题，现提出如下解决方案，包括主料和辅料，所述主料包括有机硅基胶、填料和色料，所述辅料包括交联剂、稳定剂、催化剂、偶联剂、硅油、改性剂和添加剂。通过选取纳米碳酸钙和重质碳酸钙为主要填料，并添加适量的白炭黑和高岭土与有机硅基胶混合制备中性硅酮结构胶，能够极大的提高结构胶的抗撕裂强度，同时有机硅基的黏度进行限定，也能够提高中性硅酮结构胶的抗撕裂性能，能承受较大荷载，且耐老化、耐疲劳、耐腐蚀，在预期寿命内性能稳定，适用于承受强力的结构件粘接的胶粘剂。

Description

一种多功能中性硅酮结构胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域，尤其涉及一种多功能中性硅酮结构胶及其制备方法。
背景技术
目前城市建筑的现代化，更加要求建筑节能、防水、隔热、舒适，接缝的越来越为建筑业重视，这种形式促使建筑接缝胶的发展，建筑需求的不断扩大推动硅酮结构胶的增长，技术进步促进硅酮结构胶的发展。硅酮结构胶用于玻璃幕墙的结构性粘接装配、中空玻璃的结构性粘接，它能将玻璃直接和金属构件表面连接构成单一装配组件，满足全隐或半隐框的幕墙设计要求。
但是现有的中性硅酮结构胶在使用过程中的强度不能得到保障，在粘结重量较大的物体时经常出现物体掉落的情况，造成不必要的财产损失，因此发明一种多功能中性硅酮结构胶及其制备方法很有必要。
发明内容
本发明提出的一种多功能中性硅酮结构胶及其制备方法，解决了在粘结重量较大的物体时经常出现物体掉落的情况问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种多功能中性硅酮结构胶，包括主料和辅料，所述主料包括有机硅基胶、填料和色料，所述辅料包括交联剂、稳定剂、催化剂、偶联剂、硅油、改性剂和添加剂，所述主料和辅料中各成分按照质量份数采用以下配比：机硅基胶80-120份、填料40-60份、色料15-30份、交联剂12-18份、稳定剂10-16份、催化剂8-14份、偶联剂6-12份、硅油12-16份、改性剂6-10份、添加剂12-18份，所述填料包括纳米碳酸钙、重质碳酸钙、白炭黑和高岭土。
该中性硅酮结构胶的制备方法包括以下步骤：
步骤一：根据配方配置原料，将有机硅基胶分2-3次添加至捏合机中，添加完成后向其中添加填料混合，混完完成后使用启动真空泵从其中汲取水分，得到基料；
步骤二：将基料移至储料罐内并缓慢添加至三辊研磨机内对基料进行研磨，使用搅拌机对研磨后的基料充分搅拌后再次进行研磨工作；
步骤三：将研磨后的基料放置在搅拌罐内，向其中添加色料和硅油进行调色，调色完成后使用行星搅拌机进行不间断搅拌；
步骤四：搅拌过程中向搅拌罐内不间断滴加交联剂、催化剂和稳定剂，添加完成后持续搅拌30-50min，再向其中添加剩余辅料继续搅拌，得到预制料；
步骤五：对搅拌罐的存储环境进行制冷，使搅拌罐内壁温度保持在18-26℃，使用真空泵将搅拌罐内预制料抽取水分和空气，得到制备料；
步骤六：将制备料通入液压出料机进行液压出料，并传输至自动灌装机内进行压制灌装，得到成品中性硅酮结构胶。
优选的，所述主料中机硅基胶设置为端羟基聚二甲基硅氧烷，所述端羟基聚二甲基硅氧烷黏度设置为10000mPa·s。
优选的，所述交联剂为MeSi(OAc)3、MeSi（ON=CMeEt）3和MeSi(OMe)3其中一种或多种的混合物，所述催化剂为四异丙氧基钛酸酯、四正丁基钛酸酯和四(三甲基硅烷氧基)钛其中的一种或多种。
优选的，所述填料中各成分比例按照纳米碳酸钙：重质碳酸钙：白炭黑：高岭土：硅藻土=5:3:2:1进行制备，制备过程中将各成分进行粉碎至所需规格后添加至混合罐内进行充分搅拌混匀。
优选的，所述添加剂包括增塑剂、链增长剂、反应抑制剂、增粘剂、硫化促进剂、阻燃剂、耐热添加剂和流动性调节剂，所述交联剂选用低聚合度含氢硅油，所述催化剂选用铂化合物，所述稳定剂选用羟基清楚剂，所述改性剂选用流状硅树脂。
优选的，所述色料包括炭黑和钛白粉，所述炭黑和钛白粉按照5:3-3:1比例制备。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过选取纳米碳酸钙和重质碳酸钙为主要填料，并添加适量的白炭黑和高岭土与有机硅基胶混合制备中性硅酮结构胶，能够极大的提高结构胶的抗撕裂强度，同时有机硅基的黏度进行限定，也能够提高中性硅酮结构胶的抗撕裂性能，能承受较大荷载，且耐老化、耐疲劳、耐腐蚀，在预期寿命内性能稳定，适用于承受强力的结构件粘接的胶粘剂；
2、本发明中，通过添加不同的辅料与主料混合，阻燃剂和增粘剂能够直接对中性硅酮结构胶的防火性能和黏性有所提升，抑制剂能延迟硅氢化反应，以确保双组份室温硫化硅橡胶的存储期及适用期，继而满足生产与应用之需，偶联剂可以与填料中的白炭黑反应，原来的亲水型变成了疏水型，增大了其在硅橡胶内的分散，同时也增强了其与硅橡胶分子间的化学结合，从而提高了硫化胶的强度，对中性硅酮结构胶的使用环境条件降低，能够在较多的情况下使用，且不影响中性硅酮结构胶本身的性能；
3、本发明提供的多功能中性硅酮结构胶在多个工程中结构胶应用广泛，主要用于构件的加固、锚固、粘接、修补等;如粘钢，粘碳纤维，植筋，裂缝补强、密封，孔洞修补、道钉粘贴、表面防护、混凝土粘接等，使用后抗撕裂性能强，且疏水防火性能有所提高，使用寿命得到保障，确保工程使用中的安全系数。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一：
一种多功能中性硅酮结构胶，包括主料和辅料，所述主料包括有机硅基胶、填料和色料，所述辅料包括交联剂、稳定剂、催化剂、偶联剂、硅油、改性剂和添加剂，所述主料和辅料中各成分按照质量份数采用以下配比：机硅基胶80份、填料40份、色料15份、交联剂12份、稳定剂10份、催化剂8份、偶联剂6份、硅油12份、改性剂6份、添加剂12份，所述填料包括纳米碳酸钙、轻质碳酸钙、白炭黑和高岭土。
所述主料中有机硅基胶设置为端羟基聚二甲基硅氧烷，所述端羟基聚二甲基硅氧烷黏度设置为10000mPa·s。
所述交联剂为MeSi(OAc)3、MeSi（ON=CMeEt）3和MeSi(OMe)3其中一种或多种的混合物，所述催化剂为四异丙氧基钛酸酯、四正丁基钛酸酯和四(三甲基硅烷氧基)钛其中的一种或多种。
所述填料中各成分比例按照纳米碳酸钙：重质碳酸钙：白炭黑：高岭土：硅藻土=5:3:2:1进行制备，制备过程中将各成分进行粉碎至所需规格后添加至混合罐内进行充分搅拌混匀。
所述添加剂包括增塑剂、链增长剂、反应抑制剂、增粘剂、硫化促进剂、阻燃剂、耐热添加剂和流动性调节剂，所述交联剂选用低聚合度含氢硅油，所述催化剂选用铂化合物，所述稳定剂选用羟基清楚剂，所述改性剂选用流状硅树脂。
所述色料包括炭黑和钛白粉，所述炭黑和钛白粉按照5:3-3:1比例制备。
该中性硅酮结构胶的制备方法包括以下步骤：
步骤一：根据配方配置原料，将有机硅基胶分2-3次添加至捏合机中，添加完成后向其中添加填料混合，混完完成后使用启动真空泵从其中汲取水分，得到基料；
步骤二：将基料移至储料罐内并缓慢添加至三辊研磨机内对基料进行研磨，使用搅拌机对研磨后的基料充分搅拌后再次进行研磨工作；
步骤三：将研磨后的基料放置在搅拌罐内，向其中添加色料和硅油进行调色，调色完成后使用行星搅拌机进行不间断搅拌；
步骤四：搅拌过程中向搅拌罐内不间断滴加交联剂、催化剂和稳定剂，添加完成后持续搅拌30min，再向其中添加剩余辅料继续搅拌，得到预制料；
步骤五：对搅拌罐的存储环境进行制冷，使搅拌罐内壁温度保持在18℃，使用真空泵将搅拌罐内预制料抽取水分和空气，得到制备料；
步骤六：将制备料通入液压出料机进行液压出料，并传输至自动灌装机内进行压制灌装，得到成品中性硅酮结构胶。
实施例二：
一种多功能中性硅酮结构胶，包括主料和辅料，所述主料包括有机硅基胶、填料和色料，所述辅料包括交联剂、稳定剂、催化剂、偶联剂、硅油、改性剂和添加剂，所述主料和辅料中各成分按照质量份数采用以下配比：机硅基胶120份、填料60份、色料30份、交联剂18份、稳定剂16份、催化剂14份、偶联剂12份、硅油16份、改性剂10份、添加剂18份，所述填料包括纳米碳酸钙、轻质碳酸钙、白炭黑和高岭土。
所述主料中机硅基胶设置为端羟基聚二甲基硅氧烷，所述端羟基聚二甲基硅氧烷黏度设置为10000mPa·s。
所述交联剂为MeSi(OAc)3、MeSi（ON=CMeEt）3和MeSi(OMe)3其中一种或多种的混合物，所述催化剂为四异丙氧基钛酸酯、四正丁基钛酸酯和四(三甲基硅烷氧基)钛其中的一种或多种。
所述填料中各成分比例按照纳米碳酸钙：重质碳酸钙：白炭黑：高岭土：硅藻土=5:3:2:1进行制备，制备过程中将各成分进行粉碎至所需规格后添加至混合罐内进行充分搅拌混匀。
所述添加剂包括增塑剂、链增长剂、反应抑制剂、增粘剂、硫化促进剂、阻燃剂、耐热添加剂和流动性调节剂，所述交联剂选用低聚合度含氢硅油，所述催化剂选用铂化合物，所述稳定剂选用羟基清楚剂，所述改性剂选用流状硅树脂。
所述色料包括炭黑和钛白粉，所述炭黑和钛白粉按照5:3-3:1比例制备。
该中性硅酮结构胶的制备方法包括以下步骤：
步骤一：根据配方配置原料，将有机硅基胶分2-3次添加至捏合机中，添加完成后向其中添加填料混合，混完完成后使用启动真空泵从其中汲取水分，得到基料；
步骤二：将基料移至储料罐内并缓慢添加至三辊研磨机内对基料进行研磨，使用搅拌机对研磨后的基料充分搅拌后再次进行研磨工作；
步骤三：将研磨后的基料放置在搅拌罐内，向其中添加色料和硅油进行调色，调色完成后使用行星搅拌机进行不间断搅拌；
步骤四：搅拌过程中向搅拌罐内不间断滴加交联剂、催化剂和稳定剂，添加完成后持续搅拌50min，再向其中添加剩余辅料继续搅拌，得到预制料；
步骤五：对搅拌罐的存储环境进行制冷，使搅拌罐内壁温度保持在18-26℃，使用真空泵将搅拌罐内预制料抽取水分和空气，得到制备料；
步骤六：将制备料通入液压出料机进行液压出料，并传输至自动灌装机内进行压制灌装，得到成品中性硅酮结构胶。
实施例三：
一种多功能中性硅酮结构胶，包括主料和辅料，所述主料包括有机硅基胶、填料和色料，所述辅料包括交联剂、稳定剂、催化剂、偶联剂、硅油、改性剂和添加剂，所述主料和辅料中各成分按照质量份数采用以下配比：机硅基胶100份、填料50份、色料22份、交联剂15份、稳定剂13份、催化剂11份、偶联剂9份、硅油14份、改性剂8份、添加剂15份，所述填料包括纳米碳酸钙、重质碳酸钙、白炭黑和高岭土。
所述主料中机硅基胶设置为端羟基聚二甲基硅氧烷，所述端羟基聚二甲基硅氧烷黏度设置为10000mPa·s。
所述交联剂为MeSi(OAc)3、MeSi（ON=CMeEt）3和MeSi(OMe)3其中一种或多种的混合物，所述催化剂为四异丙氧基钛酸酯、四正丁基钛酸酯和四(三甲基硅烷氧基)钛其中的一种或多种。
所述填料中各成分比例按照纳米碳酸钙：重质碳酸钙：白炭黑：高岭土：硅藻土=5:3:2:1进行制备，制备过程中将各成分进行粉碎至所需规格后添加至混合罐内进行充分搅拌混匀。
所述添加剂包括增塑剂、链增长剂、反应抑制剂、增粘剂、硫化促进剂、阻燃剂、耐热添加剂和流动性调节剂，所述交联剂选用低聚合度含氢硅油，所述催化剂选用铂化合物，所述稳定剂选用羟基清楚剂，所述改性剂选用流状硅树脂。
所述色料包括炭黑和钛白粉，所述炭黑和钛白粉按照5:3-3:1比例制备。
该中性硅酮结构胶的制备方法包括以下步骤：
步骤一：根据配方配置原料，将有机硅基胶分2-3次添加至捏合机中，添加完成后向其中添加填料混合，混完完成后使用启动真空泵从其中汲取水分，得到基料；
步骤二：将基料移至储料罐内并缓慢添加至三辊研磨机内对基料进行研磨，使用搅拌机对研磨后的基料充分搅拌后再次进行研磨工作；
步骤三：将研磨后的基料放置在搅拌罐内，向其中添加色料和硅油进行调色，调色完成后使用行星搅拌机进行不间断搅拌；
步骤四：搅拌过程中向搅拌罐内不间断滴加交联剂、催化剂和稳定剂，添加完成后持续搅拌40min，再向其中添加剩余辅料继续搅拌，得到预制料；
步骤五：对搅拌罐的存储环境进行制冷，使搅拌罐内壁温度保持在18-26℃，使用真空泵将搅拌罐内预制料抽取水分和空气，得到制备料；
步骤六：将制备料通入液压出料机进行液压出料，并传输至自动灌装机内进行压制灌装，得到成品中性硅酮结构胶。
实施例四：
在制备多功能中性硅酮结构胶过程中，选取有机硅基胶的黏度经过多次测试和对比后进行选取，使用不同黏度的有机硅基胶进行简易制备硅橡胶，并对其性能进行测试，具体测试如下：
经上述测试后对比得知，随着有机硅基胶黏度的减少，其撕裂强度性能增强，是由于其黏度减小的同时，其内部羟基含量增高，在制备中性硅酮结构胶过程中提高了其密度，能够增强其抗撕裂强度，保证了中性硅酮结构胶的使用寿命和使用强度。
实施例五：
在制备多功能中性硅酮结构胶过程中，选取填料成分经过多次测试和对比后进行选取，在常用的纳米碳酸钙、轻质碳酸钙、活性重质碳酸钙和重质碳酸钙中进行选取，将其分别与相同粘附和分量有机硅基胶混合制备测试胶并检测器撕裂强度，具体测试结果如下：
经过上述对比后得知，纳米碳酸钙和重质碳酸钙在与相同粘附和分量有机硅基胶混合制备测试胶后，撕裂后力学性能保持较好，使用纳米碳酸钙和重质碳酸钙用作填料能够提高中性硅酮结构胶使用后的安全系数，另外，在确定纳米碳酸钙和重质碳酸钙为填料后添加白炭黑和高岭土进行再次测试，其混合物作为填料撕裂后力学性能变化不大，但是相比较只使用纳米碳酸钙和重质碳酸钙成本减少较多，并且添加白炭黑后中性硅酮结构胶疏水性能增强，从而能够增强中性硅酮结构胶的强度。
实施例六：
在制备中性硅酮结构胶过程中添加多种试剂与主料混合，从而在制备完成后提高中性硅酮结构胶的性能。
交联剂指能将基础聚合物联结成网状结构并具有三个以上水解性官能团的硅烷或聚硅氧烷，是单组分室温硫化硅酮密封胶的核心组分，是决定产品交联机理的基础，选用MeSi(OAc)3、MeSi（ON=CMeEt）3和MeSi(OMe)3其中一种或多种的混合物作为交联剂，交联剂主要是含有三个Si-H键以上的有机硅氧烷低聚物，即低粘度的线型甲基含氢硅油；
催化剂是一类能提高基础聚合物与交联剂在室温下的反应速度的有机化合物，主要使用锡化合物及钛化合物，选取四异丙氧基钛酸酯、四正丁基钛酸酯和四(三甲基硅烷氧基)钛其中的一种或多种作为催化剂，可用作硅氢加成反应的催化剂的物质有第八族过渡金属(如铂、钯、铑、镍等)及其化合物或配合物；
抑制剂能延迟硅氢化反应，以确保双组份室温硫化硅橡胶的存储期及适用期，继而满足生产与应用之需，炔醇类抑制剂是一类常用的且可挥发性的抑制剂，可与生胶、交联剂和催化剂一起混合密封于容器中，使用时再开封使抑制剂在室温下挥发，使胶料硫化。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多功能中性硅酮结构胶，包括主料和辅料，其特征在于，所述主料包括有机硅基胶、填料和色料，所述辅料包括交联剂、稳定剂、催化剂、偶联剂、硅油、改性剂和添加剂，所述主料和辅料中各成分按照质量份数采用以下配比：机硅基胶80-120份、填料40-60份、色料15-30份、交联剂12-18份、稳定剂10-16份、催化剂8-14份、偶联剂6-12份、硅油12-16份、改性剂6-10份、添加剂12-18份，所述填料包括纳米碳酸钙、重质碳酸钙、白炭黑和高岭土；
该中性硅酮结构胶的制备方法包括以下步骤：
步骤一：根据配方配置原料，将有机硅基胶分2-3次添加至捏合机中，添加完成后向其中添加填料混合，混完完成后使用启动真空泵从其中汲取水分，得到基料；
步骤二：将基料移至储料罐内并缓慢添加至三辊研磨机内对基料进行研磨，使用搅拌机对研磨后的基料充分搅拌后再次进行研磨工作；
步骤三：将研磨后的基料放置在搅拌罐内，向其中添加色料和硅油进行调色，调色完成后使用行星搅拌机进行不间断搅拌；
步骤四：搅拌过程中向搅拌罐内不间断滴加交联剂、催化剂和稳定剂，添加完成后持续搅拌30-50min，再向其中添加剩余辅料继续搅拌，得到预制料；
步骤五：对搅拌罐的存储环境进行制冷，使搅拌罐内壁温度保持在18-26℃，使用真空泵将搅拌罐内预制料抽取水分和空气，得到制备料；
步骤六：将制备料通入液压出料机进行液压出料，并传输至自动灌装机内进行压制灌装，得到成品中性硅酮结构胶。
2.根据权利要求1所述的一种多功能中性硅酮结构胶及其制备方法，其特征在于，所述主料中有机硅基胶设置为端羟基聚二甲基硅氧烷，所述端羟基聚二甲基硅氧烷黏度设置为10000mPa·s。
3.根据权利要求1所述的一种多功能中性硅酮结构胶及其制备方法，其特征在于，所述交联剂为MeSi(OAc)3、MeSi（ON=CMeEt）3和MeSi(OMe)3其中一种或多种的混合物，所述催化剂为四异丙氧基钛酸酯、四正丁基钛酸酯和四(三甲基硅烷氧基)钛其中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种多功能中性硅酮结构胶及其制备方法，其特征在于，所述填料中各成分比例按照纳米碳酸钙：重质碳酸钙：白炭黑：高岭土=5:3:2:1进行制备，制备过程中将各成分进行粉碎至所需规格后添加至混合罐内进行充分搅拌混匀。
5.根据权利要求1所述的一种多功能中性硅酮结构胶及其制备方法，其特征在于，所述添加剂包括增塑剂、链增长剂、反应抑制剂、增粘剂、硫化促进剂、阻燃剂、耐热添加剂和流动性调节剂，所述交联剂选用低聚合度含氢硅油，所述催化剂选用铂化合物，所述稳定剂选用羟基清楚剂，所述改性剂选用流状硅树脂。
6.根据权利要求1所述的一种多功能中性硅酮结构胶及其制备方法，其特征在于，所述色料包括炭黑和钛白粉，所述炭黑和钛白粉按照5:3-3:1比例制备。
CN201911003717.0A 2019-10-22 2019-10-22 一种多功能中性硅酮结构胶及其制备方法 Pending CN110628381A (zh)

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张燕红 等: "提高硅酮结构胶抗撕裂性能的方法", 《中国建筑防水》 *

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