CN112680162B - 一种密封胶及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封胶及其制备方法，涉及高分子材料技术领域。所述密封胶包含基剂和硬化剂，所述基剂包含如下重量份的成分：改性硅酮树脂80～120份、增塑剂10～40份、老化防止剂2.5～5份、色浆10～16份、触变剂1.5～3份、轻质碳酸钙15～35份、重质碳酸钙25～45份和粘接助剂1～3份；所述硬化剂包含如下重量份的成分：增塑剂90～110份，轻质碳酸钙100～125份，重质碳酸钙20～40份，触媒2～6份和粘接助剂1～3份。由本发明所述基剂和硬化剂混合制备的密封胶使用双胶管包装，使用时，两个组分通过混合管内的螺旋叶片的作用混合均匀，解决了一般双组份改性硅酮密封胶需要借助混合设备进行二次混合的弊端。产品具有施工方便等优点，适用于建筑接缝处的防水密封。

Description

一种密封胶及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种密封胶及其制备方法与应用。

背景技术

装配式建筑是将预制的构件在工地装配而成的建筑。这种建筑具有更高的品质，更快的建造速度，建造过程能耗更低，污染更少等优点。在欧美、日本等发达国家装配式建筑应用率已达到70％以上，成为建筑发展的主流方式。

早在20世纪50～60年代国内就已开始装配式建筑的探索研究。但到了80年代之后，装配式建筑发展逐渐势微。究其原因，主要有两点：一是当时国内相关技术不成熟，相关配套标准不完善；二是缺少合适的外墙接缝防水的工艺与密封材料，导致这种建筑在使用过程中逐渐暴露出外墙渗漏、隔音抗震性能差等问题，阻碍了装配式建筑在国内的进一步发展。2015年以后，随着科技的发展与国内节能环保呼声不断加大，从中央到各地方政府相继出台一系列鼓励和推动装配式发展的政策，预制装配式建筑在国内进入快速发展期。

装配式建筑外墙板之间的接缝是一种动态的接缝，温度变化、风力、地震及板材自身的干缩变形都会使接缝尺寸处于不断变化之中。目前，装配式建筑外墙的防水设计采用多道防线，其中密封防水是第一道防线，在接缝中嵌填各类密封胶，形成稳定的防水层；构造防水是第二道防线，将接缝设计成合适大小与结构，可以降低水分运动的作用力；剪力墙结构的现浇混凝土或外墙挂板内侧的气密条属于第三道防线。

改性硅酮密封胶因具有良好的粘接性，优异的耐候性，很好的应力缓和性和抗位移能力，接缝周围无污染以及表面可涂饰等性能而成为装配式建筑外墙密封的首选密封材料。目前，在国内装配式外墙密封胶市场上，既有单组份改性硅酮密封胶也有双组份改性硅酮密封胶，单组分改性硅酮密封胶具有施工简便，施工速度快的优点，但同时具有深层固化慢，温湿度影响大的缺点；而双组份改性硅酮密封胶具有深层固化速度快、调色简单、低温可施工等优点，但其施工过程相对较为繁琐，施工速度慢，表干时间长。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种表干时间短、固化速度快，并且具有良好力学性能和粘接性能的双组份密封胶。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种密封胶，包含如下重量份的成分：改性硅酮树脂80～120份、增塑剂10～40份、老化防止剂2.5～5份、色浆10～16份、触变剂1.5～3份、轻质碳酸钙15～35份、重质碳酸钙25～45份和粘接助剂1～3份；

所述硬化剂包含如下重量份的成分：增塑剂90～110份，轻质碳酸钙100～125份，重质碳酸钙20～40份，触媒2～6份和粘接助剂1～3份。

研究表明，当各成分的配比超过上述范围时，密封胶在使用过程中容易出现粘接强度低、表干时间长等问题，用于建筑领域时存在安全隐患，并且会增加施工时间；而以上述配比制备的密封胶，使用时，表干时间明显少于市面上常见的产品；并且，其粘接效果仍然能维持在较高水平。

优选地，所述基剂包含如下重量份的成分：改性硅酮树脂90～110份、增塑剂10～30份、老化防止剂3.4～4.4份、色浆12～14份、触变剂1.5～3份、轻质碳酸钙20～30份、重质碳酸钙30～40份和粘接助剂1.6～2份；所述硬化剂包含如下重量份的成分：增塑剂95～105份、轻质碳酸钙105～115份、重质碳酸钙25～35份、触媒3～4份和粘接助剂2～2.5份。

本发明申请人通过对各成分配比进行优化，使以所述配比制备的密封胶在使用过程中，表干时间基本维持在1h以内。

优选地，所述基剂包含如下重量份的成分：改性硅酮树脂100份、增塑剂20份、老化防止剂4.4份、色浆14份、触变剂2份、轻质碳酸钙30份、重质碳酸钙30份和粘接助剂1.8份。所述硬化剂包含如下重量份的成分：增塑剂92份、轻质碳酸钙110份、重质碳酸钙30份、触媒4份和粘接助剂2份。

本发明申请人通过多次实验，最终确认，以所述配比制备的密封胶，使用时，表干时间可缩短到0.5h，相当于一般市售产品的1/10，可显著提高施工效率。

优选地，所述改性硅酮树脂包含二甲氧基硅烷封端聚醚树脂、三甲氧基硅烷封端聚醚树脂、二甲氧基硅烷三甲氧基硅烷混合封端聚醚树脂中的至少一种；所述增塑剂包含邻苯二甲酸酯类增塑剂；所述老化防止剂包含抗氧剂、光稳定剂中的至少一种；所述粘接助剂为硅烷偶联剂；所述触媒为有机锡化合物。

优选地，所述改性硅酮树脂为三甲氧基硅烷封端树脂和二甲氧基硅烷封端树脂质量比为1:(0.8～1.2)的复配物。二甲氧基硅烷封端树脂具有模量低、伸长率高的特点，三甲氧基硅烷封端树脂具有固化速度快，弹性恢复率高的优点。本发明申请人通过实验发现，改性硅酮树脂为三甲氧基硅烷封端树脂和二甲氧基硅烷封端树脂两种材料时，制备出的密封胶具有更好的综合性能。

优选地，所述老化防止剂中抗氧剂和光稳定剂的质量比为1:(0.7～1.5)，且老化防止剂的加入量占基剂和硬化剂总量的0.8～1.2wt.％。抗氧剂可以提高产品的耐热性能，光稳定剂通过吸收阳光中的紫外线，提高产品耐候性能。经过试验验证，将两者按上述配比加入，且加入量占总量的1wt.％时，性能最优。

同时，本发明公开了一种所述密封胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)基剂的制备：将改性硅酮树脂、老化防止剂、触变剂混合均匀，然后加入轻质碳酸钙、重质碳酸钙，搅拌均匀，再加入增塑剂、粘接助剂，搅拌均匀，得到基剂；

(2)硬化剂的制备：将1/2～3/5的增塑剂、轻质碳酸钙、重质碳酸钙混合均匀，加入剩余增塑剂，搅拌均匀，最后加入触媒和粘接助剂，搅拌均匀，得到硬化剂。

本发明还公开了所述密封胶的使用方法：将所述密封胶的基剂和硬化剂分别填入具有双胶管的包装管的两支胶管内，使用时，通过挤压胶枪使基剂和硬化剂在静态混合管中混合均匀，然后将混合均匀的密封胶涂抹于需要密封处；所述静态混合管的管体内设置有混合部，所述混合部包括中心轴，在所述的中心轴上间隔设置20～25个螺旋叶片，所述螺旋叶片绕中心轴顺时针或逆时针螺旋设置，管体的进口端与包装管的管口连接，出口端口径为10～15mm。

优选地，使用时，基剂和硬化剂的体积比为1:1。本发明申请人通过多次实验证实，以1:1的体积比混合基剂和硬化剂，具有更快的固化速度，表干时间更短。而当基剂和硬化剂的配比偏离此配比时，会使表干时间大幅增加。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：本发明通过对密封胶的制备原料及其配比进行选择，制备出了具有良好耐候、耐久性、粘接性、固化速度快的密封胶。

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例及对比例中使用的主要原料如下：

硅烷改性聚醚树脂：二甲氧基硅烷封端聚醚树脂，工业品，日本钟渊化学株式会社；三甲氧基硅烷封端聚醚树脂，工业品，上海东大化学有限公司；二甲氧基三乙氧基硅烷混合封端聚醚树脂，工业品，瑞阳利泰新材料科技有限公司；

增塑剂：邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)，工业品，诶克森美孚公司；聚氧化丙烯二元醇(PPG2000/PPG3000)，山东蓝星东大有限公司；

老化防止剂：抗氧剂1010，光稳定剂UV326、UV123，工业品，天津利安隆新材料科技股份有限公司；

触变剂：疏水气硅，工业品，瓦克化学；

填料：轻质碳酸钙，重质碳酸钙，工业品，东莞力丸纳米科技；

色浆：工业品，上海白石钙贸易公司；

硅烷偶联剂：氨基硅烷，环氧基硅烷、巯基硅烷、异氰酸酯基硅烷，工业品，南京能德新材料技术有限公司；

触媒：有机锡，工业品，常州凯瑞化学科技有限公司。

实施例1～5

本发明所述密封胶的实施例，实施例1～5中基剂和硬化剂的配方如表1～2所示。基剂和硬化剂的制备方法包括如下步骤：

(1)基剂的制备：将改性硅酮树脂、老化防止剂、触变剂加入行星搅拌釜中，10r/min搅拌3～5min，然后加入轻质碳酸钙、重质碳酸钙，25r/min搅拌40～50min，待其分散均匀后，再加入增塑剂，15r/min搅拌10～15min；最后加入粘接助剂和色浆，15r/min搅拌3min，减压真空搅拌20～30min，得到基剂；

(2)硬化剂的制备：将1/2的增塑剂、轻质碳酸钙、重质碳酸钙加入行星搅拌机中，25r/min搅拌40～50min，待其搅拌均匀后，加入剩余增塑剂，再15r/min搅拌10～15min，最后加入触媒和粘接助剂，25r/min搅拌3min，减压真空搅拌20～30min，得到硬化剂。

对比例1

一种密封胶，其配方如表1～2所示，其制备方法与实施例1相同。

表1基剂配方表(重量份)

表2硬化剂配方表(重量份)

实施例6

本发明所述密封胶的一种实施例，本实施例所述密封胶的基剂中，改性硅酮树脂仅为二甲氧基硅烷封端树脂，用量为100份，其余配方均与实施例3相同。

实施例7

本发明所述密封胶的一种实施例，本实施例所述密封胶的基剂中，改性硅酮树脂由30份二甲氧基硅烷封端树脂和70份三甲氧基硅烷封端树脂组成，其余配方均与实施例3相同。

实施例8

本发明所述密封胶的一种实施例，本实施例所述密封胶的硬化剂中，增塑剂仅为DINP，用量为100份，其余配方均与实施例3相同。

实施例9

本发明所述密封胶的一种实施例，本实施例所述密封胶的硬化剂中，增塑剂仅为PPG2000，用量为100份，其余配方均与实施例3相同。

实施例10

本发明所述密封胶的一种实施例，本实施例所述密封胶的基剂中，防老化剂为抗氧剂1010和光稳定剂UV-326，抗氧剂1010的用量为2份、光稳定剂UV-326的用量为0.5份。

实施例11～20

本发明所述密封胶的使用方法的实施例，在实施例11～20中，将实施例1～10制备的密封胶的基剂和硬化剂填入包装管中，包装管具有两支形状、结构完全相同的胶管，静态混合管中螺旋叶片数为24，口径为13mm，以胶枪挤压包装管，使基剂和硬化剂进入静态混合管中混合均匀，再将其从静态混合管的出口端挤出。参照GB/T 14683-2017中的规定对样品进行性能测试，测试结果如表3～4所示。

对比例2

对比例1的使用方法，使用过程与实施例11相同，以实施例11～20中的方法进行性能测试，测试结果如表3～4所示。

表3

注：垂下性测试参考SUNSTAR企业内部标准：23℃下，将密封胶注满直径3.6cm，深2.0cm的圆柱形空腔，刮平后将密封胶挤出，垂直放置，密封胶受重力作用自然下垂，测试10min后下垂的距离。

表4

从表3～4中可以看出，本发明双组份改性硅酮密封胶的表干时间和完全固化时间都明显优于市售传统双组份硅酮产品，适用于施工工期紧张的项目，此外，本发明制备的密封胶也具有良好的粘接性能、耐温、耐候性能，使用范围相对较广。

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，但并不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (4)

1.一种密封胶，其特征在于，包含基剂和硬化剂，所述基剂包含如下重量份的成分：改性硅酮树脂100份、增塑剂20份、老化防止剂4.4份、色浆14份、触变剂2份、轻质碳酸钙30份、重质碳酸钙30份和粘接助剂1.8份；所述硬化剂包含如下重量份的成分：增塑剂92份、轻质碳酸钙110份、重质碳酸钙30份、触媒4份和粘接助剂2份；所述改性硅酮树脂为三甲氧基硅烷封端树脂和二甲氧基硅烷封端树脂质量比为1:1的复配物；所述粘接助剂为硅烷偶联剂，所述触媒为有机锡化合物；所述基剂和硬化剂的体积比为1:1；所述基剂中的增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯，所述硬化剂中的增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯和聚氧化丙烯二醇质量比为77:15的复配物；所述老化防止剂为抗氧剂和光稳定剂质量比为1:1.2的复配物，所述抗氧剂为抗氧剂1010，所述光稳定剂为UV326和UV123质量比为1:0.2的复配物。

2.一种如权利要求1所述密封胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）基剂的制备：将改性硅酮树脂、老化防止剂、触变剂加入行星搅拌釜中，10r/min搅拌3~5min，然后加入轻质碳酸钙、重质碳酸钙，25r/min搅拌40~50min，待其分散均匀后，再加入增塑剂，15r/min搅拌10~15min；最后加入粘接助剂和色浆，15r/min搅拌3min，减压真空搅拌20~30min，得到基剂；

（2）硬化剂的制备：将1/2的增塑剂、轻质碳酸钙、重质碳酸钙加入行星搅拌机中，25r/min搅拌40~50min，待其搅拌均匀后，加入剩余增塑剂，再15r/min搅拌10~15min，最后加入触媒和粘接助剂，25r/min搅拌3min，减压真空搅拌20~30min，得到硬化剂。

3.一种如权利要求1所述密封胶的使用方法，其特征在于，将所述密封胶的基剂和硬化剂分别填入具有双胶管的包装管的两支胶管内，使用时，通过电动双组份胶枪使基剂和硬化剂在静态混合管中混合均匀，然后将混合均匀的密封胶涂抹于需要密封处；所述静态混合管的管体内设置有混合部，所述混合部包括中心轴，在所述的中心轴上间隔设置20~25个螺旋叶片，所述螺旋叶片绕中心轴顺时针或逆时针螺旋设置，管体的进口端与包装管的管口连接，出口端口径为10~15mm。

4.如权利要求3所述密封胶的使用方法，其特征在于，所述包装管的两支胶管的形状、结构完全相同。