CN113684003B - 一种双组分室温硫化硅橡胶组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双组分室温硫化硅橡胶组合物，所述组合物的A组分由以下重量份的原料制备而成：α,ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷100份，二甲基硅油10‑30份，水醇混合溶液1‑5份，补强填料80‑120份，其中水醇混合溶液引入的水量以保证A组分中的含水量达2000‑4000ppm为准。所述组合物的B组分由以下重量份的原料制备而成：基料100份，硅油5‑10份，复合偶联剂20‑35份，1号交联剂30‑45份，2号交联剂2‑10份，增韧剂10‑30份，催化剂0.2‑2份。本发明其力学性能满足低模要求，深层固化速度快，同时位移性能满足GB/T22083‑2008中100/50级密封胶要求。能有效提高产品的施工效率，很好地解决目前单组份耐候胶反应速度慢，深层固化不彻底的问题，可以广泛用于门窗、高层幕墙接缝及其他接缝领域。

Description

一种双组分室温硫化硅橡胶组合物

技术领域

本发明涉及有机粘胶技术领域，具体涉及一种双组分的室温硫化硅橡胶组合物。

背景技术

硅酮密封胶由于其优异的耐候性，高位移能力，广泛用于各类门窗、幕墙及道路等领域的接缝密封。硅酮密封胶根据分装方式不同分为单组份和双组份，目前市面上耐候胶主要以单组份为主，但单组份存在储存稳定性不足、反应速度慢、深层固化不完全等问题，且存在一定的安全隐患，同时降低了施工效率。双组份可以解决上述问题，但低模量是目前存在的主要问题。CN101831271B中公布了一种低水汽透过率、模量合适和耐候性好的中空玻璃双组份密封胶，其100％模量达到0.3-0.5MPa，但是断裂伸长率仍不够理想，也难以达到低模量的要求。CN105647462A中公布了一种长期浸水条件下可保存良好粘接性双组份缩合型密封胶，其主要强调在泡水粘接性，并未在模量方向进行阐述和做出相关改善。近年来国内外高层、超高层幕墙建筑不断发展，急需具有高位移能力和低模量性能的产品来配合使用。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明提供了一种双组份的室温硫化硅橡胶组合物，其力学性能满足低模要求，深层固化速度快，同时位移性能满足GB/T22083-2008中100/50级密封胶要求。本发明能有效提高产品的施工效率，很好地解决目前单组份耐候胶反应速度慢，深层固化不彻底的问题。

技术方案：

本发明提供的双组份室温硫化硅橡胶组合物包括A组分和B组分，所述A组分由以下重量份的原料制备而成：α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(107胶)100份，二甲基硅油10-30份，水醇混合溶液1-5份，补强填料80-120份，其中水醇混合溶液引入的水量以保证A组分中的含水量达2000-4000ppm为准；所述B组分由以下重量份的原料制备而成：基料100份，硅油5-10份，复合偶联剂20-35份，1号交联剂30-45份，2号交联剂2-10份，增韧剂10-30份，催化剂0.2-2份。

所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的优选粘度范围50000-100000cps。

所述二甲基硅油的优选粘度范围300-15000cps。

所述水醇混合溶液的水醇比优选为1:1，其中的醇优选乙醇、异丙醇、甘油中的一种或多种。

所述补强填料优选白炭黑、纳米活性碳酸钙、重钙中一种或多种。

所述硅油的优选粘度范围300-15000cps。

所述基料优选为炭黑和硅油不同配比混合物，优选配比为1:1。

所述复合偶联剂，优选γ-氨丙基三乙氧基硅烷/γ-氨丙基三甲氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的反应物、γ-氨丙基三乙氧基硅烷/γ-氨丙基三甲氧基硅烷与γ-异氰酸丙基三乙氧基硅烷的反应物、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种，其中反应物的摩尔比为1:2。

所述1号交联剂优选二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二甲基二丁酮肟基硅烷、甲基乙烯基二丁酮肟基硅烷中的两种或三种。

所述2号交联剂优选丙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷三聚体、己基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷中的一种或两种。

所述增韧剂优选活性异氰酸酯(异氰酸酯含量1-3％)，为含醚基团聚合物或含聚醚聚氨酯基团聚合物。

所述催化剂优选二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酰乙酸乙酯二丁基锡中的一种或两种。

本发明还提供了所述双组份室温硫化硅橡胶组合物的制备方法，其技术方案如下：

(1)按权利要求1中所述组分比例，将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、增强粉体、二甲基硅油投入捏合机中搅拌均匀，再加入水醇混合溶液，搅拌均匀，真空脱泡制得A组分。

(2)将基料、硅油、1号交联剂、2号交联剂、增韧剂加入到搅拌釜中混合均匀，加入复合偶联剂及催化剂，在抽真空的条件下搅拌均匀，制得B组分。

(3)γ-氨丙基三乙氧基硅烷/γ-氨丙基三甲氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷/γ-异氰酸丙基三乙氧基硅烷在60-80℃条件下反应3-4小时，得到中性复合偶联剂。

具体实施方式

下面给出几个具体的实施例，便于更好地理解本发明的技术方案和获得的有益效果。

实施例一

A组分制备：将100份50000cpsα,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、20份350cps二甲基硅油、100份活性碳酸钙投入捏合机，温度90℃，搅拌时间为180min，冷却低于40℃，加入3份水醇溶液，真空度为-0.09MPa，搅拌60min，冷却后得到A组分。

B组分制备：将100份基料、5份12000cps二甲基硅油、20份二甲基二甲氧基硅烷、10份二甲基二丁酮肟基硅烷、5份丙基三甲氧基硅烷三聚体、20份活性异氰酸酯添加到搅拌釜，真空度-0.09MPa,搅拌时间60min；添加20份γ-氨丙基三乙氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的反应物、0.5份二月桂酸二丁基锡，真空度-0.1MPa，搅拌时间30min，制得B组分。

A/B组分按质量比10:1得到高位移能力的硅酮密封胶。

实施例二

A组分制备：将100份50000cpsα,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、20份350cps二甲基硅油、80份活性碳酸钙、20份重钙投入捏合机，温度90℃，搅拌时间为180min，冷却低于40℃，加入3份水醇溶液，真空度为-0.09MPa，搅拌60min，冷却后得到A组分。

B组分制备：将100份基料、5份12000cps二甲基硅油、25份甲基乙烯基二甲氧基硅烷、10份二甲基二丁酮肟基硅烷、3份丙基三甲氧基硅烷、2份甲基三乙氧基硅烷、25份活性异氰酸酯添加到搅拌釜，真空度-0.09MPa,搅拌时间60min；添加25份γ-氨丙基三乙氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的反应物、0.5份二月桂酸二丁基锡，真空度-0.1MPa，搅拌时间30min，制得B组分。

A/B组分按质量比10:1得到高位移能力的硅酮密封胶。

实施例三

A组分制备：将100份80000cps α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、30份350cps二甲基硅油、100份活性碳酸钙、10份重钙投入捏合机，温度90℃，搅拌时间为180min，冷却低于40℃，加入2份水醇溶液，真空度为-0.09MPa，搅拌60min，冷却后得到A组分。

B组分制备：将100份基料、10份12000cps二甲基硅油、15份二甲基二乙氧基硅烷、15份甲基乙烯基二丁酮肟基硅烷、2份甲基三丁酮肟基硅烷、1份乙烯基三丁酮肟基硅烷、30份活性异氰酸酯添加到搅拌釜，真空度-0.09MPa,搅拌时间60min；添加20份γ-氨丙基三甲氧基硅烷与γ-异氰酸丙基三乙氧基硅烷的反应物、5份γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、0.4份二月桂酸二丁基锡、0.2份二乙酰乙酸乙酯二丁基锡，真空度-0.1MPa，搅拌时间30min，制得B组分。

A/B组分按质量比12:1得到高位移能力的硅酮密封胶。

实施例四

A组分制备：将100份80000cpsα,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、30份350cps二甲基硅油、5份白炭黑、90份活性碳酸钙投入捏合机，温度90℃，搅拌时间为180min，冷却低于40℃，加入5份水醇溶液，真空度为-0.09MPa，搅拌60min，冷却后得到A组分。

B组分制备：将100份基料、5份12000cps二甲基硅油、30份甲基苯基二甲氧基硅烷、10份二甲基二丁酮肟基硅烷、5份己基三甲氧基硅烷、3份甲基三丁酮肟基硅烷、15份活性异氰酸酯添加到搅拌釜，真空度-0.09MPa,搅拌时间60min；添加30份γ-氨丙基三甲氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的反应物、1份二醋酸二丁基锡，真空度-0.1MPa，搅拌时间30min，制得B组分。

A/B组分按质量比12:1得到高位移能力的硅酮密封胶。

实施例五

A组分制备：将100份100000cpsα，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、30份350cps二甲基硅油、5份白炭黑、100份活性碳酸钙、15份重钙投入捏合机，温度90℃，搅拌时间为180min，冷却低于40℃，加入5份水醇溶液，真空度为-0.09MPa，搅拌60min，冷却后得到A组分。

B组分制备：将100份基料、5份12000cps二甲基硅油、20份二苯基二甲氧基硅烷、20份二甲基二丁酮肟基硅烷、8份丙基三甲氧基三聚体、10份活性异氰酸酯添加到搅拌釜，真空度-0.09MPa,搅拌时间60min；添加30份γ-氨丙基三乙氧基硅烷与γ-异氰酸丙基三乙氧基硅烷的反应物、1.5份二月桂酸二丁基锡，真空度-0.1MPa，搅拌时间30min，制得B组分。

A/B组分按质量比14:1得到高位移能力的硅酮密封胶。

对比例一

A组分制备：将100份80000cps α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、20份350cps二甲基硅油、5份白炭黑、100份活性碳酸钙、15份重钙投入捏合机，温度90℃，搅拌时间为180min，冷却，真空度为-0.09MPa，搅拌30min，制得A组分。

B组分制备：将100份基料、5份12000cps二甲基硅油、30份甲基三甲氧基硅烷、10份丙基三甲氧基硅烷添加到搅拌釜，真空度-0.09MPa,搅拌时间60min；添加20份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、10份γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、10份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1份二月桂酸二丁基锡，真空度-0.1MPa，搅拌时间30min，制得B组分。

A/B组分按质量比12:1得到高位移能力的硅酮密封胶。

对比例二

A组分制备：将100份80000cps α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、30份350cps二甲基硅油、85份活性碳酸钙、15份重钙投入捏合机，温度90℃，搅拌时间为180min，冷却，真空度为-0.09MPa，搅拌30min，制得A组分。

B组分制备：将100份基料、5份12000cps二甲基硅油、20份甲基三丁酮肟基硅烷、25份乙烯基三丁酮肟基硅烷添加到搅拌釜，真空度-0.09MPa,搅拌时间60min；添加20份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、10份γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、10份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1份二醋酸二丁基锡，真空度-0.1MPa，搅拌时间30min，制得B组分。

A/B组分按质量比12:1得到高位移能力的硅酮密封胶。

测试及结果

力学性能测试参照标准：GB/T 13477。

深层固化程度测试方法：按比率混合A/B组分，通过分装机将样品装入半径2.5cm,材质为PP的胶瓶中，填充高度14cm，样品表面平整无气泡。在温度(23±2)℃、相对湿度(50±5)％，每十二小时测试中间底部位置的硬度，对比标准条件及半封闭状态下的硬度确定深层固化程度。

硬度测试参考：GB/T 531.1

本发明的有益效果：

本发明选用合适的物料种类及科学的配比，可以制备出同时具有低模量、高位移能力的硅酮耐候胶，可以广泛用于门窗、高层幕墙接缝及其他接缝领域。

其中：

(1)水醇混合溶液有利于水在A组分中的分散，并将体系中的水分控制在2000-4000ppm，提供双组份硅酮胶在反应过程中需要的水分，促使短时间硅酮胶内部反应完全。

(2)固化剂采用醇型及酮肟型双重固化体系，其中以交联剂1为主，增加分子间有效运动链段，交联剂2改善表干等施工性能。

(3)偶联剂采用的是中性体系，可以改善长期老化性能。

(4)增韧剂为活性异氰酸酯聚合物，参与107胶反应，增加柔性链段，提高胶体的韧性、内聚强度及粘接性能。

Claims (5)

1.一种双组分室温硫化硅橡胶组合物，所述双组分为A组分和B组分，其特征在于，所述A组分由以下重量份的原料制备而成：α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，二甲基硅油10-30份，水醇混合溶液1-5份，补强填料80-120份；所述B组分由以下重量份的原料制备而成：基料100份，硅油5-10份，复合偶联剂20-35份，1号交联剂30-45份，2号交联剂2-10份，增韧剂10-30份，催化剂0.2-2份；所述基料为炭黑和硅油按1:1配比所得混合物；所述1号交联剂为二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二甲基二丁酮肟基硅烷、甲基乙烯基二丁酮肟基硅烷中的两种或三种；所述2号交联剂为丙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷三聚体、己基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷中的一种或两种；采用醇型及酮肟型双重固化；所述增韧剂为含聚醚结构或聚醚聚氨酯结构的活性异氰酸酯。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中的补强填料为白炭黑、纳米活性碳酸钙、重钙中一种或多种。

3.根据权利要求1所述的组合物，其中的复合偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷/γ-氨丙基三甲氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的反应物、γ-氨丙基三乙氧基硅烷/γ-氨丙基三甲氧基硅烷与γ-异氰酸丙基三乙氧基硅烷的反应物、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的组合物，其中的催化剂为二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酰乙酸乙酯二丁基锡中的一种或两种。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的组合物，其制备方法包括以下步骤：

(1)将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、补强填料、二甲基硅油投入捏合机中搅拌均匀，再加入水醇混合溶液，搅拌均匀，真空脱泡制得A组分；

(2)将基料、硅油、1号交联剂、2号交联剂、增韧剂加入到搅拌釜中混合均匀，加入复合偶联剂及催化剂，在抽真空的条件下搅拌均匀，制得B组分。