一種高彈性硅烷封端聚環(huán)氧丙烷密封膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高彈性硅烷封端聚環(huán)氧丙烷密封膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 彈性密封膠是汽車生產(chǎn)中重要的工藝材料之一，在汽車的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)、密封防銹、減 振降噪、內(nèi)外裝飾、簡化制造工藝、減輕車身質(zhì)量等方面起著重要作用。近年來，隨著汽車行 業(yè)向環(huán)保節(jié)能、安全舒適、輕量化方向而發(fā)展的需求，新型高性能汽車密封膠的開發(fā)和應(yīng)用 也必將愈來愈重要。單組分濕氣固化硅烷封端聚環(huán)氧丙烷密封膠屬于環(huán)保型改性硅烷密封 膠，在推廣應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)它的綜合性能比較全面，各種性能的平衡性優(yōu)良，尤其具有良好 的環(huán)境友善性、低黏流性和低溫作業(yè)性等性能。以硅烷封端聚環(huán)氧丙烷開發(fā)出的各種功能 性新品種密封膠，其應(yīng)用領(lǐng)域由原先的建筑領(lǐng)域已擴(kuò)大到設(shè)備制造業(yè)、電子電氣、汽車制造 業(yè)和鐵路運(yùn)輸業(yè)等領(lǐng)域。由于硅烷封端聚環(huán)氧丙烷密封膠的環(huán)保性、各方面綜合性能的平 衡性及優(yōu)良的工藝操作性能，很多汽車廠商均對該產(chǎn)品有著大量需求。
[0003] 粘接技術(shù)的應(yīng)用也推動了粘接材料的發(fā)展。通用的聚氨酯彈性密封膠由于具有良 好的高彈性、低溫柔韌性、耐磨性以及較高物理力學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn)，在建筑、汽車和船舶等領(lǐng) 域中得到較廣泛的應(yīng)用。但是，存在的不足之處主要是在高氣溫和高濕環(huán)境中容易在膠層 中發(fā)泡；對無孔基材(如玻璃、金屬等)的構(gòu)件進(jìn)行粘接密封時一般需施用底膠；聚氨酯密封 膠中的端NC0基聚氨酯預(yù)聚體，其NC0基對濕氣十分敏感，如處理不當(dāng)容易影響體系的貯存 穩(wěn)定性；一般通用性聚氨酯密封膠耐熱性差等。上述聚氨酯密封膠的不足之處，使之在應(yīng) 用上受到一定影響。而硅烷封端聚環(huán)氧丙烷密封膠固化后形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有聚醚鏈與 Si-0-Si鍵的雙重特性，這兩種不同鏈與鍵在結(jié)構(gòu)上的結(jié)合正體現(xiàn)了新型改性密封膠在物 理力學(xué)性能、粘附性能、耐候耐老化性能和室溫快固、貯存穩(wěn)定等多方面性能間的良好的平 衡關(guān)系。硅烷封端聚環(huán)氧丙烷密封膠的固化交聯(lián)是借助硅烷中的烷氧基在室溫濕氣作用下 進(jìn)行水解、縮聚反應(yīng)完成。在這過程中不放出C02,因此該密封膠體系即使在高溫、高濕的 環(huán)境下也不會發(fā)泡。硅烷封端聚環(huán)氧丙烷分子中，由于所含的Si-C鍵具有疏水性，使硅烷 封端聚環(huán)氧丙烷密封膠比普通的聚氨酯密封膠體系對濕氣具有更低的敏感性，導(dǎo)致密封膠 的貯存穩(wěn)定性有較大的改進(jìn)。由于固化交聯(lián)結(jié)構(gòu)中含有Si-0-Si鍵，使硅烷封端聚環(huán)氧丙 烷密封膠具有優(yōu)良的耐候、耐水、耐化學(xué)介質(zhì)、耐防凍液、耐燃油、耐機(jī)械傳動油和耐熱等特 性。硅烷封端聚環(huán)氧丙烷密封膠體系既無游離的異氰酸酯，又無帶污染性的固化滲出物逸 出，不會污染被粘基材的表面和周邊。此外它還具有優(yōu)良的上漆性能。硅烷封端聚環(huán)氧丙 烷密封膠在不施用底膠的情況下，其粘接范圍已從對常用建筑材料(如金屬、玻璃、磚石等） 的粘接擴(kuò)展到對PVC、ABS、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯等基材以及對各種漆面(包括聚丙烯酸型、 環(huán)氧性、聚氨酯型和瓷漆型漆面）的粘接，并取得了良好的粘接效果。
[0004] 相關(guān)專利CN100509955C"一種單組分硅烷改性聚醚密封膠及其制備方法"、 CN102408870A"硅烷封端聚合物的密封膠及制備方法"、CN102206478B"一種環(huán)保型端硅烷 基聚醚密封膠及其制備方法"、CN102816549B"端硅烷基聚醚改性的聚氨酯膠黏劑及其制備 方法與應(yīng)用"均未采用聚氧化丙烯二醇作為稀釋劑。其中：CN102408870A、CN102816549B為 硅烷封端聚氨酯密封膠；CN100509955C介紹了一種快速固化、高耐候、強(qiáng)度高的改性硅烷 彈性密封膠及制備方法，以MS-polymer樹脂為主要原材料，加入其它輔料在雙軸行星攪拌 釜中真空分散均勻制得有觸變性的單組分密封膠，所述密封膠的基礎(chǔ)聚合物不涉及二乙氧 基甲硅烷基封端聚合物；CN102206478B所述密封膠的基礎(chǔ)聚合物的封端硅烷為單烷氧基 二甲硅烷基封端。制備方法方面，上述提到的幾個發(fā)明專利在加入脫水劑、粘附促進(jìn)劑、催 化劑步驟時采用真空條件下混合，此方法中脫水劑、粘附促進(jìn)劑等助劑易在混合過程造成 的高溫及高真空度下?lián)]發(fā)而影響產(chǎn)品質(zhì)量，批量化生產(chǎn)時攪拌過程中膠料升溫較快，影響 尤為嚴(yán)重，因而本發(fā)明專利采用氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下混合上述助劑，可避免質(zhì)量異常問題。名稱 為"一種單組分濕固化硅氧烷改性聚氨酯密封膠及其制備方法"的專利CN1718663A介紹 了一種單組分濕固化硅氧烷改性聚氨酯密封膠的制備方法，用于建筑行業(yè)。以上改性硅烷 密封膠的技術(shù)方案中，密封膠的彈性一般，無法滿足車輛、電梯等行業(yè)對構(gòu)件、接縫等部位 密封、抗振等高要求應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種高彈性硅烷封端聚環(huán)氧丙烷密封膠及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是： 一種高彈性硅烷封端聚環(huán)氧丙烷密封膠，其是由以下質(zhì)量份的原料制成：1〇〇份的硅 烷封端聚環(huán)氧丙烷聚合物、20~60份的稀釋劑、60~140份的碳酸鈣、10~40份的炭黑、 2~8份的觸變劑、1~2份的光穩(wěn)定劑、1~2份的抗氧劑、1~4份的脫水劑、2~5份的 粘附促進(jìn)劑、1~3份的催化劑。
[0007] 所述的硅烷封端聚環(huán)氧丙烷聚合物為二甲氧基甲硅烷基封端聚環(huán)氧丙烷和二乙 氧基甲硅烷基封端聚環(huán)氧丙烷中的至少一種。
[0008] 在一個大氣壓，溫度為25 °C下，所述的硅烷封端聚環(huán)氧丙烷聚合物的粘度 6-24Pa*s〇
[0009] 所述的稀釋劑為聚氧化丙烯二醇。
[0010] 所述的碳酸鈣為輕質(zhì)碳酸鈣與重質(zhì)碳酸鈣質(zhì)量比1:1的復(fù)配物。
[0011] 所述的觸變劑為聚酰胺、氣相二氧化硅、蓖麻油、有機(jī)膨潤土中的至少一種。
[0012] 所述的光穩(wěn)定劑為二苯甲酮類、苯并三唑類、水楊酸酯類、三嗪類、取代丙烯腈類、 受阻胺類光穩(wěn)定劑中的至少一種。
[0013] 所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑、硫代酯類抗氧劑、復(fù)合抗氧 劑中的至少一種。
[0014] 所述的脫水劑為含乙烯基團(tuán)的硅烷；所述的粘附促進(jìn)劑為含有烷氧基團(tuán)的硅烷。
[0015] -種高彈性硅烷封端聚環(huán)氧丙烷密封膠的制備方法，包括以下步驟： (1) 將硅烷封端聚環(huán)氧丙烷聚合物、稀釋劑、碳酸鈣、炭黑、觸變劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑于 80~120°C、0. 085~0. 095MPa真空度下混合均勻，并維持以上混合條件2~6小時； (2) 將上步得到的混合料的溫度降至50°C以下后，加入所述脫水劑、粘附促進(jìn)劑、催化 劑，在氣體保護(hù)氣氛下，混合均勻； (3) 出料，按規(guī)格密封包裝。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明的密封膠具有較好的性能，制備工藝簡單且環(huán)保。
[0017] 具體來說： (1)稀釋劑采用柔順性優(yōu)異的聚氧化丙烯二醇，配合硅烷封端聚環(huán)氧丙烷及填料體系， 密封膠固化后具備高彈性，力學(xué)性能主要表現(xiàn)為拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長率較高，整體性能優(yōu)于 國內(nèi)外同類產(chǎn)品。
[0018] (2)制備方法中脫水劑、粘附促進(jìn)劑等助劑的加入采用惰性氣體保護(hù)氣氛下分散 均勻，避免了膠料混合過程產(chǎn)生高溫并在高真空度下助劑揮發(fā)而影響產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)問 題。
[0019] (3)該密封膠產(chǎn)品充分發(fā)揮了改性硅烷密封膠的性能優(yōu)勢，粘接強(qiáng)度大、耐候性 好、免底涂劑、表干時間短、制備工藝簡單、體系環(huán)保(脫醇固化，不含異氰酸酯)，而且產(chǎn)品 從生產(chǎn)至使用過程均無有害物質(zhì)排放，符合環(huán)保要求。
【具體實(shí)施方式】
[0020] -種高彈性硅烷封端聚環(huán)氧丙烷密封膠，其是由以下質(zhì)量份的原料制成：100份 的硅烷封端聚環(huán)氧丙烷聚合物、20~60份的稀釋劑、60~140份的碳酸鈣、10~40份的 炭黑、2~8份的觸變劑、1~2份的光穩(wěn)定劑、1~2份的抗氧劑、1~4份的脫水劑、2~5 份的粘附促進(jìn)劑、1~3份的催化劑。
[0021] 優(yōu)選的，所述的硅烷封端聚環(huán)氧丙烷聚合物為二甲氧基甲硅烷基封端聚環(huán)氧丙烷 和二乙氧基甲硅烷基封端聚環(huán)氧丙烷中的至少一種； 進(jìn)一步優(yōu)選的，在一個大氣壓，溫度為25°C下，所述的硅烷封端聚環(huán)氧丙烷聚合物的粘 度 6_24Pa*s。
[0022] 優(yōu)選的，所述的稀釋劑為聚氧化丙烯二醇。
[0023] 優(yōu)選的，所述的觸變劑為聚酰胺、氣相二氧化硅、蓖麻油、有機(jī)膨潤土中的至少一 種；進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的觸變劑為聚酰胺。
[0024] 優(yōu)選的，所述的碳酸鈣為輕質(zhì)碳酸鈣與重質(zhì)碳酸鈣質(zhì)量比1:1的復(fù)配物。
[0025] 優(yōu)選的，所述的光穩(wěn)定劑為二苯甲酮類、苯并三唑類、水楊酸酯類、三嗪類、取代丙 烯腈類、受阻胺類光穩(wěn)定劑中的至少一種；進(jìn)一步優(yōu)選的，為苯并三唑類光穩(wěn)定劑，例如： 為UV-P、UV-326、UV-327、UV-5411 中的至少一種。
[0026] 優(yōu)選的，所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑、硫代酯類抗氧劑、 復(fù)合抗氧劑中的至少一種；進(jìn)一步優(yōu)選的，為受阻酚類抗氧劑；更進(jìn)一步優(yōu)選的，為抗氧劑 BHT、1222、1076、1135、54、730、BHA、SP、PCRBF、2246、甲叉 736、BBM、2246-S、736、4426-S、 300、A0-80、A0-60、1010、3114、3125、KY-1330、AC-400 ;再更進(jìn)一步優(yōu)選的，為抗氧劑BHT、 甲叉-4426-S中的至少一種。
[0027] 優(yōu)選的，所述的脫水劑為含乙烯基團(tuán)的硅烷； 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的含乙烯基團(tuán)的硅烷為乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅 烷、乙烯基三氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、乙烯基三甲基硅烷、乙烯基三（2-甲氧基乙氧 基）硅烷、三乙基乙烯基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、1，2, 2-三氟乙烯基三苯基硅烷、三 乙酰氧基乙烯基硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷、乙烯基三（三甲基硅氧烷基）硅烷、三叔 丁氧基乙烯基硅烷、甲基乙烯基^乙氧基硅烷、甲基乙烯基^甲氧基硅烷、乙烯基二異丙氧 基硅烷、三苯氧基乙烯基硅烷、乙烯基芐基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷鹽酸鹽、3-氯丙基二 甲基乙烯基硅烷、乙烯基三（二甲基硅氧烷基）硅烷、2-甲基-2-丙烯酸-2-羥基乙酯與 醋酸乙烯基酯和2-甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基）丙基酯的聚合物、二（二甲氨基） 甲基乙烯基硅烷、^苯基乙烯基乙氧基硅烷、^甲基乙烯基甲氧基硅烷、^甲基乙烯基氣娃 烷、甲基苯基乙烯基氯硅烷、甲基乙烯基雙（N-甲基乙酰氨基）硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷 與乙烯的聚合物、羥基封端的二甲基-二苯基（硅氧烷與聚硅氧烷）、三[(1，1-二甲基乙 基）一氧]乙烯基硅烷、乙烯基二環(huán)己基氧化硅烷、二苯基乙烯基硅烷、一甲基（一甲氣基） 乙烯基硅烷、^甲基苯基乙烯基硅烷、^乙基甲基乙烯基硅烷、^甲基（^甲氣基）乙烯基 硅烷、（2-溴乙烯基）三甲基硅烷、2-(二甲基乙烯基硅）吡啶、乙烯基（氯甲基）二甲基硅 烷、三乙烯基甲基硅烷、1-(溴乙烯基）三甲基硅烷、（1-叔丁基乙烯基氧代