CN1560158A - 涂覆玻璃纤维布用水性硅橡胶乳液 - Google Patents
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Abstract
涂覆玻璃纤维布用水性硅橡胶乳液，涉及水性硅橡胶乳液的组成，尤其涉及涂覆玻璃纤维布用硅橡胶乳液的组成。它包括分子量为50－80万的线性聚硅氧烷硅橡胶、非离子型表面活性剂、非离子型浸润型分散剂和有机溶剂汽油，其特征在于：它还添加有硅烷偶联剂、固化剂、气相白炭黑为填料和工业水。以重量百分比计算，硅橡胶用量为8－10％，乳化剂用量为1－3％，分散剂用量为1－2％，汽油用量为20－26％，硅烷偶联剂用量为1－2％，固化剂用量为2－5％，填料用量为3－6％，工业水用量为46－64％。本发明制得的涂覆玻璃纤维布用水性硅橡胶乳液，对玻璃纤维布附着力强，涂层厚，强度高。消除了生产安全隐患又减轻了对周围环境的污染，具有良好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
涂覆玻璃纤维布用水性硅橡胶乳液，涉及水性硅橡胶乳液的组成，尤其涉及涂覆玻璃纤维布用硅橡胶乳液的组成。
背景技术
硅橡胶乳液是玻璃纤维布的涂覆材料之一。玻璃纤维布涂覆硅橡胶制品具有良好的使用性能，例如它耐温、耐化学腐蚀、断裂强度、撕裂强度高等，现已广泛运用于建筑，电气绝缘管道柔性连接，化工防腐和密封等领域。
硅橡胶分子是以-Si-O-键组成主键，这种键的离解能极大。传统的硅橡胶乳液是用非极性溶剂溶解配制而成。这些非极性溶剂大多数为有毒，易燃品。例如汽油，甲苯，二甲苯，醋酸乙烯酯等，在实际使用过程中不仅污染环境，影响作业工人的身体健康，而且还存在不安全生产隐患。
在CN1053619专利中公开了一种水性硅橡胶乳液的制备，但是其乳液固含量比较低，涂层薄，强度低，只适用于纸张上光及薄膜材料的涂覆，不适用于涂覆玻璃纤维布，存在的主要问题是硅橡胶乳液涂层对玻璃纤维布附着力差，断裂强度低。
发明内容
本发明的目的在于：针对玻璃纤维布的特性，提出一种涂覆玻璃纤维布用水性硅橡胶乳液的配方，它主要以水为溶剂制得，可大大降低对周围环境的污染，并同时提高涂覆玻璃纤维布的附着力及强度等性能。
本发明的技术解决方案如下：它包括分子量为50-80万的线性聚硅氧烷硅橡胶、非离子型表面活性剂、非离子型浸润型分散剂和有机溶剂汽油，其特征在于：它还添加有硅烷偶联剂、固化剂、气相白炭黑为填料和工业水，以重量百分比计算，硅橡胶用量为8-10％，乳化剂用量为1-3％，分散剂用量为1-2％，汽油用量为20-26％，硅烷偶联剂用量为1-2％，固化剂用量为2-5％，填料用量为3-6％，工业水用量为46-64％。
硅烷偶联剂含有α-官能团，它主要作用是使硅橡胶能更好地与基布结合，它能与玻璃纤维表面硅醇基团反应形成共价键。同时偶联剂与玻璃纤维表面之间形成氢键，在有水存在的情况下，当刚性的聚合物作相对运动时，结合的氢键即遭到破坏，同时又马上与邻近的OH基重新形成氢键。这样既松弛了界面存在的预应力，同时又不生粘。α-官能团还具有降低涂层的固化温度，增加涂层的耐高温性能，增加涂层的强度和抗高温高速气流冲刷的能力，以及提高涂层的防腐防水性能等。
本专利所述固化剂为下列物质之一：1)有机过氧化物；2)族偶氮化合物。其中常用的为有机过氧化物。硅橡胶以有机过氧化物固化时，过氧化物对硅橡胶的固化是在二个活化的甲基或乙烯基之间通过自由基反应进行的。
所述气相白炭黑填料的加入，对硅橡胶有补强效果。所用气相白炭黑粒子越细，它的比表面积越大，则补强效果越好，但操作性能就越差。反之它的粒子粗些比表面积也小，补强效果就差，但操作性能就要好些。白炭黑对硅橡胶具有补强效果主要是因为1.橡胶被填料粒子吸附，填料粒子吸附聚合物，使橡胶分子链段直接固定在填料粒子的附近或者沿着填料表面定向或被填料聚集体滞留。2.橡胶与填料粒子结合，填料粒子与聚合物链段结合产生有效的交联以及聚合物缠结了填料粒子。除此之外，气相白炭黑还具有增稠作用，气相白炭黑与水接触后，其表面羟基就发生浓度的变化，其中隔离羟基不变，而相邻羟基会逐渐增多。这是因为白炭黑具有Si-O-Si键，这些键可吸水打开形成更多的相邻羟基。
所用工业水的用量高达46-64％，水为无毒溶剂。
所述分子量为50-80万的线性聚硅氧烷硅橡胶为下列物质之一：1)二甲基硅橡胶；2)甲基乙烯基硅橡胶；3)苯基硅橡胶。
所述非离子型表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚，HLB值在8-15之间。表面活性剂的HLB值直接影响水溶性硅橡胶乳液的性质和应用。实践和理论证明HLB值在8-15之间的表面活性剂效果比较适合水包油型乳化剂。
所述非离子型浸润分散剂为C12-18高级脂肪醇聚氧乙烯醚。这类表面活型剂主要是用于降低表面张力和提高润湿剂。
采用本发明方案制得的涂覆玻璃纤维布用水性硅橡胶乳液，设备简单，制作方便，乳化效率高。该硅橡胶乳液对玻璃纤维布附着力强，涂层厚，强度高。由于使用大量的水为溶剂，只用少量的有机溶剂，所以大大减少了有毒有害气体，既改善了工人的劳动保护条件，消除了生产安全隐患又减轻了对周围环境的污染，具有良好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
实施例1：
组份 用量(重量)
甲基乙烯基硅橡胶 9％
120#汽油 24％
烷基酚聚氧乙烯醚 2％
过氧化苯甲酰 3％
气相白炭黑 3％
脂肪醇聚氧乙烯醚(C12-15) 1.5％
硅烷偶联剂 1.5％
工业水 56％
实例1配制方法如下：
1)将市售的固体混炼甲基乙烯基硅橡胶GF-141切成块状，大小为1cm×1cm×1cm称重9Kg放入容器中，然后加入到24Kg120#汽油，用高速搅拌器进行高速搅拌后得到油溶性的有机硅橡胶。
2)将油溶型硅橡胶静置10分钟，然后向此容器中依此加入2Kg烷基酚聚氧乙烯醚OP-10、3Kg过氧化苯甲酰、3Kg气相白炭黑A-200、1.5kg脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、1.5Kg硅烷偶联剂南大-42、用搅拌器进行低速搅拌0.5-1小时。
3)最后加入56Kg工业水再搅拌30分钟制得稳定、均匀、水包油型的硅橡胶乳液。
实施例2：
组份 用量(重量)
二甲基硅橡胶 8％
120#汽油 22％
烷基酚聚氧乙烯醚 2％
4-二甲基氨基偶氮苯 3％
气相白炭黑 4％
脂肪醇聚氧乙烯醚(C12-15) 1.5％
硅烷偶联剂 1.5％
工业水 58％
实例2配制方法如下：
1)将市售的固体混炼二甲基硅橡胶201切成块状，大小为1cm×1cm×1cm称重8Kg放入容器中，然后加入到22Kg120#汽油，用高速搅拌器进行高速搅拌后得到油溶性的有机硅橡胶。
2)将油溶型硅橡胶静置10分钟，然后向此容器中依此加入2Kg烷基酚聚氧乙烯醚OP-10、3Kg4-二甲基氨基偶氮苯、4Kg气相白炭黑A--200、1.5kg脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、1.5Kg硅烷偶联剂南大-42、用搅拌器进行低速搅拌0.5-1小时。
3)最后加入58Kg工业水再搅拌30分钟制得稳定、均匀、水包油型的硅橡胶乳液。
实施例3：
组份 用量(重量)
苯基硅橡胶 10％
120#汽油 26％
烷基酚聚氧乙烯醚 3％
有机过氧化物 5％
气相白炭黑 5％
脂肪醇聚氧乙烯醚 2％
硅烷偶联剂 2％
工业水 47％
实例3配制方法如下：
1)将市售的固体混炼苯基硅橡胶120--1切成块状，大小为1cm×1cm×1cm称重10Kg放入容器中，然后加入到26Kg120#汽油，用高速搅拌器进行高速搅拌后得到油溶性的有机硅橡胶。
2)将油溶型硅橡胶静置10分钟，然后向此容器中依此加入2Kg烷基酚聚氧乙烯醚OP-10、5Kg过氧化苯甲酰、5Kg气相白炭黑A-200、2kg脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、2Kg硅烷偶联剂南大-42、用搅拌器进行低速搅拌0.5-1小时。
3)最后加入47Kg工业水再搅拌30分钟制得稳定、均匀、水包油型的硅橡胶乳液。
用上述配制的乳液涂覆厚度为0.23mm玻璃纤维布所制得的硅胶布性能如下：
| 序号 | 项目 | 检验结果 | 标准值 |
| 1 | 使用温度(℃) | -70-250 | …… |
| 2 | 厚度(mm) | 0.30 | 0.32±0.03 |
| 3 | 单位面积质量(g/m2) | 408 | 440±40 |
| 4 | 经向断裂强力(N/25mm) | 957 | ≥900 |
| 5 | 纬向断裂强力(N/25mm) | 810 | ≥700 |
| 6 | 宽度(cm) | 101.3 | 100-103 |
| 7 | 可燃物含量(％) | 43.5 | ≥30 |
| 8 | 接头强力(N/25mm) | 786 | --- |
| 9 | 经向撕裂强力(N/60mm) | 89 | --- |
| 10 | 纬向撕裂强力(N/60mm) | 97 | --- |
Claims (6)
1.涂覆玻璃纤维布用水性硅橡胶乳液，它包括分子量为50-80万的线性聚硅氧烷硅橡胶、非离子型表面活性剂、非离子型浸润型分散剂和有机溶剂汽油，其特征在于：它还添加有硅烷偶联剂、固化剂、填料和工业水，以重量百分比计算，硅橡胶用量为8-10％，乳化剂用量为1-3％，分散剂用量为1-2％，汽油用量为20-26％，硅烷偶联剂用量为1-2％，固化剂用量为2-5％，填料用量为3-6％，工业水用量为46-64％。
2.根据权利要求1所述的涂覆玻璃纤维布用水性硅橡胶乳液，其特征在于所述固化剂为下列物质之一：1)有机过氧化物；2)族偶氮化合物。
3.根据权利要求1所述的涂覆玻璃纤维布用水性硅橡胶乳液，其特征在于：所述填料为气相白炭黑，其粒度为7nm-12nm。
4.根据权利要求1所述的涂覆玻璃纤维布用水性硅橡胶乳液，其特征在于：所述分子量为50-80万的线性聚硅氧烷硅橡胶为下列物质之一：1)二甲基硅橡胶；2)甲基乙烯基硅橡胶；3)苯基硅橡胶。
5.根据权利要求1所述的涂覆玻璃纤维布用水性硅橡胶乳液，其特征在于：所述非离子型表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚，HLB值在8-15之间。
6.根据权利要求1所述的涂覆玻璃纤维布用水性硅橡胶乳液，其特征在于：所述非离子型浸润分散剂为C12-15高级脂肪醇聚氧乙烯醚。
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