CN114231246A - 脱酮肟型透明密封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种脱酮肟型透明密封胶及其制备方法，涉及硅酮密封胶技术领域。本发明的脱酮肟型透明密封胶包括以下重量份数的原料：基料1.5～17.5份、α,ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷40～70份、增塑剂8～35份、填料5～30份、交联剂1～8份、偶联剂1～5份、防霉剂1～5份、催化剂0.05～1份；所述基料通过以下方法制备得到：按质量比(6～7.5)：(2.5～4)取α,ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷和沉淀白炭黑，升温至125～135℃，在真空状态下混合均匀，搅拌转速为45～50rpm，即得基料。本发明的脱酮肟型透明密封胶具有成本低的优势。

Description

脱酮肟型透明密封胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及硅酮密封胶技术领域，特别是涉及一种脱酮肟型透明密封胶及其制备方法。

背景技术

室温硫化硅橡胶具有优异的耐氧化、耐高低温、耐老化、防水和防潮等性能，脱酮肟型透明密封胶作为室温硫化硅橡胶中的一类同样也具备上述性能。同时，因为施工方便高效、操作简单，脱酮肟型透明密封胶被普遍用于建筑门窗、玻璃采光棚的密封，以及石材等各种材料的粘接，深受建筑行业消费者的喜爱。

目前，透明密封胶在市场上需求量大，竞争非常激烈。为了降低密封胶的成本，有些产品中加入了大量的白油，但是这样不仅会使密封胶的寿命大打折扣，还可能会由于白油的渗出而污染环境。现有技术中通常将气相白炭黑作为填料添加到密封胶中提高其强度，而没有使用补强性能差不多、价格却便宜很多的沉淀白炭黑，这是因为沉淀白炭黑中的水分含量较高、返潮较快，即便采用烘箱烘烤也难以有效除去水分，若直接使用可能会导致密封胶出现增稠甚至干胶的情况。若能解决沉淀白炭黑水分含量高的问题，则可大大降低密封胶的生产成本，提高企业的竞争力。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种脱酮肟型透明密封胶，具有成本低的优势。

一种脱酮肟型透明密封胶，包括以下重量份数的原料：基料1.5～17.5份、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷40～70份、增塑剂8～35份、填料5～30份、交联剂1～8份、偶联剂1～5份、防霉剂1～5份、催化剂0.05～1份；

所述基料通过以下方法制备得到：按质量比(6～7.5)：(2.5～4)取α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和沉淀白炭黑，升温至125-135℃，在真空状态下混合均匀，搅拌转速为45～50rpm，即得基料。

上述脱酮肟型透明密封胶，通过预先将沉淀白炭黑与α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷混合制备成基料，高速搅拌能使沉淀白炭黑脱水更加充分且高温去除了一部分结构内残存的二维网状结构，解决沉淀白炭黑因返潮率高，加到密封胶容易出现结构化的问题，从而成功将沉淀白炭黑添加至密封胶中，减少填料中气相白炭黑的用量，大大降低密封胶的原料成本，同时也能避免密封胶出现增稠和干胶的情况发生。

在制备基料时，若搅拌转速过低会导致沉淀白炭黑脱水不够充分，搅拌转速过高会导致，搅拌桨与基料剪切过快，温度急剧升高，超出范围温度，可能会使基料内成分衰减甚至出现基料结构化的情况。

在其中一个实施例中，所述基料的制备方法中，压强为0.09～0.1MPa，混合搅拌时长为140～160min。

在其中一个实施例中，基料的用量为脱酮肟型透明密封胶总重量的3％～10％。

在其中一个实施例中，所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的25℃粘度为10000～150000mPa.s。采用此粘度范围的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，能更好地复配，使密封胶稠度适中，进一步提高拉伸强度和断裂伸长率，同时施工更方便，不易出现流淌和下垂的现象。

在其中一个实施例中，所述增塑剂选自：二甲基硅油和环氧大豆油中的一种或两种以上。

在其中一个实施例中，所述填料选自：气相白炭黑、沉淀白炭黑中的一种或两种。其中，气相白炭黑需在烘箱中140～160℃下烘烤10～14h，使其挥发分＜1.2％。

优选地，所述填料为气相白炭黑。气相白炭黑的比表面积通常为100～150m²/g，沉淀白炭黑的比表面积通常为50～100m²/g，在密封胶中添加两种不同比表面积的白炭黑，能有效填补粒径之间的空隙，从而提高密封胶的强度，同时降低密封胶的成本。

在其中一个实施例中，所述交联剂选自：乙烯基三丁酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷和苯基三丁酮肟基硅烷中的一种或两种以上。

在其中一个实施例中，所述交联剂为乙烯基三丁酮肟基硅烷和甲基三丁酮肟基硅烷，两者的质量比为2：(8～10)。该复配交联剂能提高密封胶的固化速度，防止打胶后出现胶条断层的情况，同时也可以控制密封胶的表干时间，更方便施工。

在其中一个实施例中，所述偶联剂选自：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上。

在其中一个实施例中，所述偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，两者的质量为(0.5～1.5)：2。该复配偶联剂可以使密封胶的浸水粘接效果更好，适应潮湿环境，同时能提高密封胶的固化速度。

在其中一个实施例中，所述催化剂选自：二月桂酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二甲氧基二丁基锡和二丁基氧化锡的一种或两种以上。

在其中一个实施例中，所述防霉剂选自：5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、苄基三甲基氯化铵、苄基三甲基溴化铵和苯基三甲基氯化铵中的一种或两种以上。

由于密封胶常用于厨房和洗手间等高温高湿的场所，长时间使用后会滋生霉菌，影响美观。而采用上述防霉剂可提高密封胶的防霉效果，保证密封胶的美观度，更适用于高温高湿环境。

本发明还提供一种上述脱酮肟型透明密封胶的制备方法，在真空状态下，将基料、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和部分增塑剂混合均匀，再依次添加交联剂、填料、偶联剂、防霉剂、催化剂和剩余的增塑剂，混合反应，即得脱酮肟型透明密封胶。

在其中一个实施例中，所述制备方法包括以下步骤：

S1、在反应釜内添加基料、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和部分增塑剂，在压强0.03～0.04MPa下搅拌6～10min，搅拌转速为15～25r/min；

S2、加入交联剂，压强-0.01～0.095MPa，温度50℃以下，搅拌转速20～30r/min，搅拌18～22min；

S3、加入填料，压强-0.01～0.095MPa，温度60℃以下，搅拌转速10～45r/min，搅拌26～30min，；

S4、加入偶联剂和防霉剂，压强-0.01～0.095MPa，温度60℃以下，搅拌转速20～30r/min，搅拌13～17min，；

S5、加入催化剂和剩余的增塑剂，压强-0.01～0.095MPa，温度60℃以下，搅拌转速为20～30r/min，搅拌23～27min，反应完成，即得脱酮肟型透明密封胶。

在其中一个实施例中，S1中所用的增塑剂为增塑剂总重量的55％～65％。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的脱酮肟型透明密封胶，通过预先将沉淀白炭黑与α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷混合制备成基料，解决沉淀白炭黑因返潮率高，加到密封胶容易出现结构化的问题，从而成功将沉淀白炭黑添加至密封胶中，减少填料中气相白炭黑的用量，大大降低密封胶的原料成本，同时也能避免密封胶出现增稠和干胶的情况发生。本发明的脱酮肟型透明密封胶制备方法简单，制备得到的脱酮肟型透明密封胶具有成本低、防霉效果好等优点。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合较佳的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

以下各实施例和对比例中的原料，除非特殊说明，均为市售购得。α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的25℃粘度为80000mPa.s。气相白炭黑在烘箱中150℃下烘烤12h备用。

实施例1

一种脱酮肟型透明密封胶，通过以下方法制备得到：

(1)将重量比为6.5：3.5的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和沉淀白炭黑放置于捏合机中，升温至125～135℃，压强0.095MPa，50rpm下搅拌150min，冷却至室温，制得基料。

(2)称取密封胶总重量6％的基料，将基料、62份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和15份二甲基硅油加入带有搅拌器的反应釜中，在0.03～0.04MPa下搅拌8min，搅拌器公转和自转转速15～25r/min。

(3)加入4份由重量比为2：9的乙烯基三丁酮肟基硅烷和甲基三丁酮肟基硅烷复配的交联剂，在-0.01～0.095MPa下搅拌20min，搅拌器公转和自转转速20～30r/min，同时在反应釜的夹套中通入冷却水控制胶料温度在50℃以下。

(4)加入24份气相白炭黑，在-0.01～0.095MPa下搅拌8min，搅拌器的公转和自转转速10～15r/min，将搅拌桨升起，快速刮杆清理未搅拌到的气相白炭黑，在-0.01～0.095MPa下继续搅拌20min，搅拌器的公转和自转转速35～45r/min，同时控制胶料的温度在60℃以下。

(5)加入3份N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和1份5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，在-0.01～0.095MPa下搅拌25min，搅拌器的公转和自转转速20～30r/min，同时控制胶料的温度在60℃以下。

(6)加入0.5份二月桂酸二丁基锡和10份二甲基硅油，在-0.01～0.095MPa下搅拌25min，搅拌器的公转和自转转速20～30r/min，同时控制胶料的温度在60℃以下。

(7)停止搅拌，向反应釜内通入氮气，卸掉真空，即得。

实施例2

一种脱酮肟型透明密封胶，通过以下方法制备得到：

(1)将重量比为6.5：3.5的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和沉淀白炭黑放置于捏合机中，升温至125～135℃，压强0.095MPa，50rpm下搅拌150min，冷却至室温，制得基料。

(2)称取密封胶总重量10％的基料，将基料、60份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和15份二甲基硅油加入带有搅拌器的反应釜中，在0.03～0.04MPa下搅拌8min，搅拌器公转和自转转速15～25r/min。

(3)加入4份由重量比为2：9的乙烯基三丁酮肟基硅烷和甲基三丁酮肟基硅烷复配的交联剂，在-0.01～0.095MPa下搅拌20min，搅拌器公转和自转转速20～30r/min，同时在反应釜的夹套中通入冷却水控制胶料温度在50℃以下。

(4)加入23份气相白炭黑，在-0.01～0.095MPa下搅拌8min，搅拌器的公转和自转转速10～15r/min，将搅拌桨升起，快速刮杆清理未搅拌到的气相白炭黑，在-0.01～0.095MPa下继续搅拌20min，搅拌器的公转和自转转速35～45r/min，同时控制胶料的温度在60℃以下。

(5)加入3份N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和1份5-氯-2-甲-4-异噻唑啉-3-酮，在-0.01～0.095MPa下搅拌25min，搅拌器的公转和自转转速20～30r/min，同时控制胶料的温度在60℃以下。

(6)加入0.5份二月桂酸二丁基锡和10份二甲基硅油，在-0.01～0.095MPa下搅拌25min，搅拌器的公转和自转转速20～30r/min，同时控制胶料的温度在60℃以下。

(7)停止搅拌，向反应釜内通入氮气，卸掉真空，即得。

实施例3

一种脱酮肟型透明密封胶，与实施例1的区别在于，将4份复配交联剂替换为4份甲基三丁酮肟基硅烷。

实施例4

一种脱酮肟型透明密封胶，与实施例1的区别在于，将偶联剂替换为复配偶联剂，该复配偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷的组合物，两者的质量比为1：2。

对比例1

一种脱酮肟型透明密封胶，与实施例1的区别在于，未添加防霉剂。

对比例2

一种脱酮肟型透明密封胶，通过以下方法制备得到：

(1)将65份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和15份二甲基硅油加入带有搅拌器的反应釜中，在0.03～0.04MPa下搅拌8min，搅拌器公转和自转转速15～25r/min。

(2)加入4份由重量比为2：9的乙烯基三丁酮肟基硅烷和甲基三丁酮肟基硅烷复配的交联剂，在-0.01～0.095MPa下搅拌20min，搅拌器公转和自转转速20～30r/min，同时在反应釜的夹套中通入冷却水控制胶料温度在50℃以下。

(3)加入24份气相白炭黑，在-0.01～0.095MPa下搅拌8min，搅拌器的公转和自转转速10～15r/min，将搅拌桨升起，快速刮杆清理未搅拌到的气相白炭黑，在-0.01～0.095MPa下继续搅拌20min，搅拌器的公转和自转转速35～45r/min，同时控制胶料的温度在60℃以下。

(4)加入3份N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和1份5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，在-0.01～0.095MPa下搅拌25min，搅拌器的公转和自转转速20～30r/min，同时控制胶料的温度在60℃以下。

(5)加入0.5份二月桂酸二丁基锡和10份二甲基硅油，在-0.01～0.095MPa下搅拌25min，搅拌器的公转和自转转速20～30r/min，同时控制胶料的温度在60℃以下。

(6)停止搅拌，向反应釜内通入氮气，卸掉真空，即得。

对比例3

一种脱酮肟型透明密封胶，与对比例2的区别在于，步骤(3)：

加入24份气相白炭黑和4份沉淀白炭黑，在-0.01～0.095MPa下搅拌8min，搅拌器的公转和自转转速10～15r/min，将搅拌桨升起，快速刮杆清理未搅拌到的气相白炭黑与沉淀白炭黑，在-0.01～0.095MPa下继续搅拌20min，搅拌器的公转和自转转速35～45r/min，同时控制胶料的温度在60℃以下。

实验例1

对上述实施例和对比例所制得的样品进行性能测试，测试其断裂伸长率、拉伸强度、表干时间、邵尔A硬度、储存稳定性和防霉等级。测试方法和测试结果如下。

(1)断裂伸长率和拉伸强度按GB/T 528-2009测试。

(2)表干时间和浸水后拉伸粘接性测定按GB/T 13477-2017测试。

(3)邵尔A硬度按GB/T 531.1-2008测试。

(4)防霉等级按GB/T 1741-2007测试。

(5)储存稳定性测试：将制备好的密封胶样品放在鼓风干燥箱90℃下烘一定时长后测试表干时间和固化情况与胶条外观。

表1密封胶性能测试结果

由上表可知，本发明实施例所制备的脱酮肟型透明密封胶，具有很好的防霉效果，可以在厨房和洗手间都是高温高湿的场所使用，不易有霉菌滋生，影响环境的整体美观。实施例的配方中使用了沉淀白炭黑，大大降低了生产成本，并且密封胶在使用过程中未出现增稠和干胶的现象。而且，实施例3由于使用单一的交联剂，相比于使用复配交联剂胶条的表干时间更长。实施例4由于使用复配偶联剂，该密封胶浸水后，对铝材和玻璃都是100％内聚破坏，说明了密封胶的浸水粘接性能比较好。

对比例1的密封胶未添加防霉剂，防霉效果较差。对比例2的密封胶未添加基料，与实施例1对比，可以看出其拉伸强度比实施例要小，断裂伸长率比实施例要大，表干时间和储存期等性能都没有太大的差别，邵氏硬度比实施例略小。对比例3中沉淀白炭黑未通过基料的方式加入胶料中，导致密封胶容易出现结构化的问题。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种脱酮肟型透明密封胶，其特征在于，包括以下重量份数的原料：基料1.5～17.5份、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷40～70份、增塑剂8～35份、填料5～30份、交联剂1～8份、偶联剂1～5份、防霉剂1～5份、催化剂0.05～1份；

所述基料通过以下方法制备得到：按质量比(6～7.5)：(2.5～4)取α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和沉淀白炭黑，升温至125～135℃，在真空状态下混合均匀，搅拌转速为45～50rpm，即得基料。

2.根据权利要求1所述的脱酮肟型透明密封胶，其特征在于，所述基料的制备方法中，压强为0.09～0.1MPa，温度为125～135℃，混合搅拌时长为140～160min。

3.根据权利要求1所述的脱酮肟型透明密封胶，其特征在于，所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的25℃粘度为10000～150000mPa.s。

4.根据权利要求1所述的脱酮肟型透明密封胶，其特征在于，所述增塑剂选自：二甲基硅油和环氧大豆油中的一种或两种以上。

5.根据权利要求1所述的脱酮肟型透明密封胶，其特征在于，所述填料选自：气相白炭黑、沉淀白炭黑中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述的脱酮肟型透明密封胶，其特征在于，所述交联剂选自：乙烯基三丁酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷和苯基三丁酮肟基硅烷中的一种或两种以上；所述偶联剂选自：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上。

7.根据权利要求6所述的脱酮肟型透明密封胶，其特征在于，所述交联剂为乙烯基三丁酮肟基硅烷和甲基三丁酮肟基硅烷，两者的质量比为2：(8～10)；所述偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，两者的质量为(0.5～1.5)：2。

8.根据权利要求1-7任一项所述的脱酮肟型透明密封胶，其特征在于，所述催化剂选自：二月桂酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二甲氧基二丁基锡和二丁基氧化锡的一种或两种以上；所述防霉剂选自：5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、苄基三甲基氯化铵、苄基三甲基溴化铵和苯基三甲基氯化铵中的一种或两种以上。

9.一种权利要求1-8任一项所述的脱酮肟型透明密封胶的制备方法，其特征在于，在真空状态下，将基料、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和部分增塑剂混合均匀，再依次添加交联剂、填料、偶联剂、防霉剂、催化剂和剩余的增塑剂，混合反应，即得脱酮肟型透明密封胶。

10.根据权利要求9所述的脱酮肟型透明密封胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在反应釜内添加基料、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和部分增塑剂，在压强0.03～0.04MPa下搅拌6～10min，搅拌转速为15～25r/min；

S2、加入交联剂，压强-0.01～0.095MPa，温度50℃以下，搅拌转速20～30r/min，搅拌18～22min；

S3、加入填料，压强-0.01～0.095MPa，温度60℃以下，搅拌转速10～45r/min，搅拌26～30min，；

S4、加入偶联剂和防霉剂，压强-0.01～0.095MPa，温度60℃以下，搅拌转速20～30r/min，搅拌13～17min，；

S5、加入催化剂和剩余的增塑剂，压强-0.01～0.095MPa，温度60℃以下，搅拌转速为20～30r/min，搅拌23～27min，反应完成，即得脱酮肟型透明密封胶。