1.本发明属于密封胶技术领域,具体涉及一种硅烷改性聚醚及其制备方法和应用。
背景技术:2.传统的密封胶主要有聚硫、硅酮、聚氨酯、环氧等,其中综合性能较为优异的是硅酮密封胶和聚氨酯密封胶。聚硫密封胶有味道刺鼻(臭味)、低温固化慢、易老化变硬、耐久性差等缺点;硅酮密封胶的优势在于耐候性能优异,此外硅酮密封胶具备完备的技术和较低的技术门槛,因此还具备一定的成本优势;但其强度低,抗污染性差,随着环保要求的慢慢严格,其成本会越来越高,相应的成本优势会慢慢失去;聚氨酯密封胶的优势是强度很高,因此在部分传统工业场所,如汽车和轮船上,聚氨酯密封胶曾经有比较大的市场占有率;但聚氨酯密封胶中含有游离的异氰酸酯,固化时易形成气泡,耐老化性能差,环保性能和成本也是劣势之一,而且经常需要配合底涂使用;环氧密封胶固化后强度高,但很脆,内应力很大,耐老化、耐黄变性能差。
3.随着经济的发展,客户对密封胶的性能要求越来越高;二十世纪七十年代一些公司开发出硅烷改性密封胶,其中硅烷的作用是封端改性,根据主链的成分,硅烷改性密封胶可分为硅烷改性聚氨酯密封胶和硅烷改性聚醚密封胶两种。
4.与硅酮密封胶相比,硅烷改性密封胶具有明显的力学性明优势(相同成本)和价格优势(相当的性能);具体因为性能优势延长了使用期限同时降低了后期维护成本,因此可替代大多硅酮密封胶用于建筑密封,比如室内装修,水泥接缝,木地板粘结等。与聚氨酯密封胶相比,硅烷改性密封胶具有相当的力学性能和表面涂布性能,同时在成本、存储稳定性以及环保性能上又具有明显优势;最重要的,硅烷改性密封胶中的有机硅基团可带来粘结力提升,因此可省略底涂;因此,硅烷改性密封胶正在替代聚氨酯密封胶应用在汽车和轮船上。
5.硅烷改性聚氨酯密封胶受其封端单体异氰酸酯基三甲氧基硅烷影响,成本较高;同时异氰酸酯基三甲氧基硅烷生产过程中可能残留较高含量的胺类杂质,进而会导致硅烷改性聚氨酯密封胶具有明显的自催化作用,提升了后续混合工艺的难度,降低了其储存稳定性。
6.硅烷改性聚醚密封胶一般是以甲氧基硅烷或丁酮肟基硅烷封端,前者水解产物为甲醇,不会对粘接基材产生腐蚀,但其高温高湿环境下易出现返胶现象,此外,相较于丁酮肟基硅烷封端,甲氧基硅烷封端的聚醚密封胶水解活性较低,因此固化速度慢;丁酮肟基硅烷封端聚醚密封胶虽然固化速度快,但是其水解产物是丁酮肟(甲基乙基酮肟)对金属基材尤其是铜腐蚀严重,并能侵蚀部分塑料,因此使用场合受到严重限制。
7.综上,虽然硅烷改性聚醚密封胶相对于其他种类密封胶具有明显优势,但是仍存在固化速度和腐蚀性能之间难以平衡的问题。
技术实现要素:8.本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种硅烷改性聚醚,通过调整其封端基团,能够提升包含上述硅烷改性聚醚的密封胶的固化速度,同时降低其腐蚀性能。
9.本发明还提出一种上述硅烷改性聚醚的制备方法。
10.本发明还提出一种具有上述硅烷改性聚醚的密封胶。
11.本发明还提出一种上述密封胶的制备方法。
12.本发明还提出一种上述密封胶的用途。
13.根据本发明的一个方面,提出了一种硅烷改性聚醚,包括式i所示结构的聚合物:
[0014][0015]
其中,
[0016]
r独立选自甲基和乙酰氧基中的一个;
[0017]
为聚醚单元。
[0018]
根据本发明的第一方面,所述硅烷改性聚醚,至少具有以下有益效果:
[0019]
(1)本发明提供的硅烷改性聚醚的封端基团为甲基二乙酰氧基(r为甲基)或三乙酰氧基(r为乙酰氧基),相对于甲氧基封端的硅氧改性聚醚,其水解活性高,因此固化速度快。
[0020]
(2)本发明提供的硅烷改性聚醚水解固化产生的副产物为乙酸而不是甲基乙基酮肟,因此其对塑料基材几乎无腐蚀性能,因此拓展了硅烷改性聚醚密封胶的应用场合。
[0021]
在本发明的一些实施方式中,所述硅烷改性聚醚的平均摩尔质量为6000-20000g/mol。
[0022]
在本发明的一些优选的实施方式中,所述硅烷改性聚醚的平均摩尔质量为10000-15000g/mol。
[0023]
在本发明的一些实施方式中,式i中,所述聚醚单元的前体包括聚乙二醇、聚丙二醇和乙二醇-丙二醇共聚物中的至少一种。
[0024]
在本发明的一些实施方式中,式i中,所述聚醚单元的前体的平均摩尔质量为3000-7000g/mol。
[0025]
在本发明的一些优选的实施方式中,式i中,所述聚醚单元的前体的平均摩尔质量为4500-6000g/mol。在本发明的一些实施方式中,所述聚醚单元的前体的制备原料包括环氧丙烷和环氧乙烷中的至少一种。
[0026]
所述前体,是指经过反应后生成所述聚醚单元的物质,例如聚乙二醇再次进行脱水聚合后,可形成所述聚醚单元。
[0027]
本发明的第二方面,提出了所述硅烷改性聚醚的制备方法,包括以下步骤:
[0028]
s1.将烯丙基聚醚醇和所述聚醚单元的前体扩链聚合后封端,得第一中间体;
[0029]
s2.将所述第一中间体和甲基硅烷进行催化反应,得第二中间体;
[0030]
s3.将所述第二中间体和乙烯基乙酰氧基硅烷发生催化加成反应即得。
[0031]
所述制备方法的反应机理如下:
[0032]
步骤s1中,所述扩链聚合后,形成了一端双键、一端羟基的中间体,进行封端后形成了两端双键的第一中间体(烯丙基封端的聚醚中间体);
[0033]
步骤s2中,甲基硅氧烷中的si-h和第一中间体的端双键发生加成反应,因此生成了两端甲基硅烷的第二中间体;
[0034]
步骤s3中,第二中间体中的si-h和乙烯基乙酰氧基硅烷中的乙烯基发生加成反应,生成了硅烷改性聚醚,其中端基团为甲基二乙酰氧基或三乙酰氧基。
[0035]
在本发明的一些实施方式中,步骤s1中,所述烯丙基聚醚醇选自聚乙二醇单烯丙基醚、聚丙二醇单烯丙基醚和烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的至少一种。
[0036]
在本发明的一些实施方式中,步骤s1中,所述烯丙基聚醚醇的平均摩尔质量为3000-7000g/mol。在本发明的一些实施方式中,步骤s1中,所述聚醚单元的前体包括聚乙二醇、聚丙二醇和乙二醇-丙二醇共聚物中的至少一种。
[0037]
所述聚乙二醇在常温下为固体,因此考虑到施工需求(硅烷改性聚醚的制备和应用),在本发明的一些优选的实施方式中,步骤s1中,所述聚醚单元的前体选自聚丙二醇和乙二醇-丙二醇共聚物中的至少一种。
[0038]
在本发明的一些实施方式中,步骤s1中,所述烯丙基聚醚醇和所述聚醚单元的前体的摩尔比约为1:3。
[0039]
在本发明的一些实施方式中,步骤s1中,所述扩链聚合采用的扩链剂选自二氯甲烷。
[0040]
在本发明的一些实施方式中,步骤s1中,所述扩链剂与烯丙基聚醚醇的摩尔比约为2:1。
[0041]
在本发明的一些实施方式中,步骤s1中,所述扩链聚合的反应时间约为3h。
[0042]
在本发明的一些实施方式中,步骤s1中,所述封端采用的封端剂选自烯丙基氯。
[0043]
在本发明的一些实施方式中,所述封端剂与所述烯丙基聚醚醇的摩尔比约为2:1。
[0044]
在本发明的一些实施方式中,所述封端在室温下进行。
[0045]
在本发明的一些实施方式中,所述封端的反应时间约为3h。
[0046]
在本发明的一些实施方式中,步骤s1中,所述扩链聚合和封端在碱性催化剂的作用下进行。
[0047]
在本发明的一些实施方式中,所述碱性催化剂选自碱金属氢氧化物、一价银氢氧化物和一价铊氢氧化物中的至少一种。
[0048]
在本发明的一些实施方式中,所述碱性催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化铷中的至少一种。在本发明的一些实施方式中,所述碱性催化剂选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种。
[0049]
在本发明的一些实施方式中,所述碱性催化剂的添加量占步骤s1中反应体系的比例约为5mg/kg。
[0050]
在本发明的一些实施方式中,步骤s1中,所述扩链聚合和封端的温度为室温(10~40℃)。
[0051]
在本发明的一些实施方式中,步骤s1中,还包括在所述封端后蒸馏去除残余的所
述扩链剂和所述封端剂,所述蒸馏的温度为80℃;所述蒸馏的压力低于标准大气压。
[0052]
在本发明的一些实施方式中,步骤s2中,所述甲基硅烷包括二甲基硅烷。
[0053]
在本发明的一些实施方式中,步骤s2中,所述催化反应在铂系催化剂的作用下进行。
[0054]
在本发明的一些实施方式中,所述催化反应中,每1mol所述第一中间体,添加的铂系催化剂占所述催化反应的体系的浓度为10ppm。
[0055]
在本发明的一些实施方式中,所述催化反应的温度约为80℃。
[0056]
在本发明的一些实施方式中,所述催化反应的时间约为2h。
[0057]
在本发明的一些实施方式中,步骤s3中,所述乙烯基乙酰氧基硅烷包括乙烯基甲基二乙酰氧基硅烷和乙烯基三乙酰氧基硅烷中的至少一种。
[0058]
在本发明的一些实施方式中,步骤s3中,所述催化加成反应在铂系催化剂的作用下进行。
[0059]
在本发明的一些实施方式中,所述催化加成反应中,每1mol所述第二中间体,添加的铂系催化剂占所述催化反应的体系的浓度为10ppm。在本发明的一些实施方式中,步骤s2中,所述第二中间体和所述乙烯基乙酰氧基硅烷的摩尔比为1:2~2.5。
[0060]
在本发明的一些实施方式中,步骤s2中,所述催化加成反应的时间约为2h。
[0061]
在本发明的一些实施方式中,步骤s2中,所述催化加成反应的温度约为80℃。
[0062]
在本发明的一些优选的实施方式中,步骤s1~s3对应的反应式如下所示;
[0063]
如下反应式以步骤s2中所述甲基硅烷为二甲基硅烷为例,原料a为步骤s1中所述烯丙基聚醚醇;原料b为步骤s1中所述聚醚单元的前体;原料c为步骤s3中所述乙烯基乙酰氧基硅烷。
[0064][0065]
本发明的第三方面,提出了一种密封胶,制备原料包括所述的硅烷改性聚醚和层
状双金属氢氧化物。
[0066]
所述密封胶中,所述硅烷改性聚醚水解固化与单组份硅酮密封胶类似,属于湿固化,在室温、潮气和适当催化剂存在下,端硅烷基中的乙酰氧基快速水解成硅醇基,硅醇基经缩聚反应形成三维网络结构。具体过程如下所示(以r为乙酰氧基为例):
[0067][0068]
其中,由于所述硅烷改性聚醚的分子式较长,此处为更清楚显示其水解原理,将封端基团外的其他部分,以虚线代替(如上式所示)。
[0069]
根据本发明的第三方面,所述密封胶至少具有以下有益效果:
[0070]
(1)根据上述湿固化反应过程可知,所述硅烷改性聚醚的固化副产物为乙酸,相较于硅酮密封胶的水解产物丁酮肟,乙酸虽然不会腐蚀塑料,对金属的腐蚀性也较弱,但仍具有刺激性气味、对金属也有一定腐蚀性,在电子电器行业的应用仍具有一定局限性,此外,由于乙酸与硅酸盐的相互作用,可能在密封胶与在水泥等硅酸盐基体的接触面形成一层白垩土层而降低粘接力,因此其在硅酸盐基体中的应用也存在一定的局限性;
[0071]
本发明中,将硅烷改性聚醚和层状双金属氢氧化物相配合,其中层状双金属氢氧化物可以反应消耗副产物乙酸,降低乙酸对金属基体的腐蚀,同时遏制了白垩土层的生成,拓展了所述密封胶在电子电器和硅酸盐基体上的应用。
[0072]
(2)本发明中,层状双金属氢氧化物和副产物乙酸的反应过程中释放出更多的水,这可以进一步加速密封胶的固化速度、提高固化程度,并且生成的co2量大幅下降,因此密封胶应用过程中不会出现气泡问题。
[0073]
(3)对于建筑、电子电器、新能源等行业,对密封胶会有阻燃要求;
[0074]
本发明中,层状双金属氢氧化物具有层状结构、具有向层间夺取阴离子的性质。通过在密封胶中添加层状双金属氢氧化物,可兼具阻燃的作用,可达到高效、环保、无毒无卤
的要求;具体的,层状双金属氢氧化物在受热时,其结构水合层板羟基及层间离子以h2o和co2的形式脱出,起到降低助燃气体浓度,阻隔o2的作用;由于其特殊结构,因此可在较低的温度范围内(200-800℃)释放阻燃物质,可最大程度降低损失;此外在阻燃过程中,层状双金属氢氧化物的吸热量大,有利于降低燃烧时产生的高温,从而达到阻燃的作用。
[0075]
(3)综上,本发明通过硅烷改性聚醚和层状双金属氢氧化物之间的协同作用,提供了一种具有优异的粘接性、低腐蚀性的新型硅烷改性聚醚密封胶,对多数金属材料、pbt(聚对苯二甲酸四次甲基酯)、pet(聚对苯二甲酸类塑料)、pc(聚碳酸酯塑料)、abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料)等都具有较强的粘接性。
[0076]
在本发明的一些实施方式中,所述层状双金属氢氧化物为水滑石和类水滑石化合物(人工水滑石)中的至少一种。
[0077]
所述类水滑石化合物为具有水滑石层状结构的化合物。
[0078]
所述人工水滑石是由带正电荷的主体层板和层间阴离子通过非共价键的相互作用组装而成化合物;由于所述人工水滑石具有层状结构,具有向层间夺取阴离子的性质,因此其吸收酸中h
+
的速度远远高于传统的碳酸盐、碳酸氢盐和羟基碳酸盐。
[0079]
在本发明的一些实施方式中,所述人工水滑石+2价金属以及+3价金属的氢氧化物盐。
[0080]
在本发明的一些实施方式中,所述人工水滑石选自满足式ii所示的物质:m
2+xm3+y
(oh)
2x+2y
zy/m·
zh2o(式ii);
[0081]
其中m
2+
为2价金属离子、m
3+
为3价金属,z为阴离子、m为阴离子z的价数、z为水合数;
[0082]
x的取值范围为2-8;y的取值范围为1-6,z为任意取值。
[0083]
在本发明的一些实施方式中,式ii中,m
2+
选自mg
2+
、fe
2+
、zn
2+
、ca
2+
、li
2+
、ni
2+
、co
2+
和cu
2+
中的至少一种。
[0084]
在本发明的一些优选的实施方式中,式ii中,m
2+
为mg
2+
。
[0085]
在本发明的一些实施方式中,式ii中,m
3+
选自al
3+
、fe
3+
和mn
3+
中的至少一种。
[0086]
在本发明的一些优选的实施方式中,式ii中,m
3+
为al
3+
。
[0087]
在本发明的一些实施方式中,式ii中,m为1-3。
[0088]
在本发明的一些实施方式中,式ii中,z选自co
32-、oh-、f-、cl-、br-、no
3-、hpo
32-和so
42-中的至少一种。
[0089]
在本发明的一些优选的实施方式中,式ii中,z为co
32-。
[0090]
在本发明的一些实施方式中,所述人工水滑石的主要成分包括mg
4.5
al2(oh)
13
co3·
3.5h2o、mg4al2(oh)
12
co3·
3h2o、mg5al2(oh)
14
co3·
4h2o、mg6al2(oh)
16
co3·
4h2o、mg8al2(oh)
20
co3·
5h2o,ca6al2(oh)
16
co3·
4h2o和zn6al6(oh)
16
co3·
4h2o中的至少一种。
[0091]
在本发明的一些进一步优选的实施方式中,所述人工水滑石的主要成分包括mg
2+
和al
3+
的氢氧化物的盐,具体包括mg5al2(oh)
14
co3·
4h2o。
[0092]
mg5al2(oh)
14
co3·
4h2o综合了al(oh)3和mg(oh)2的阻燃优点,并避免了他们各自的缺陷,因此具有更优异的阻燃效果。
[0093]
以mg5al2(oh)
14
co3·
4h2o为例,所述人工水滑石吸收副产物乙酸的方程式如下:mg5al2(oh)
14
co3·
4h2o+16ch3cooh=5(ch3coo)2mg+2(ch3coo)3al+co2↑
+20h2o;
[0094]
根据上式可知,产物中包括20份的水和1份的二氧化碳,因此可有效减少二氧化碳带来的气泡问题,产物水也可以进一步促进所述硅烷改性聚醚的水解固化。
[0095]
硅烷改性聚醚密封胶大多以有机锡为催化剂,为了保证密封胶的固化速率,需提升有机锡含量,具体占硅烷改性聚醚的质量百分比可高达5%,有机锡的固化依靠空气中的湿气,受外界环境影响显著,湿度低、温度低时表干慢,湿度高、温度高时表干快,固化由表及里,深层固化慢,一般24h固化厚度仅为4-6mm;此外,有机锡对健康和环境有一定的危害。少数双组份硅烷改性聚醚密封胶,需在使用前需要混合,使用不方便。
[0096]
本发明在所述密封胶中添加了所述层状双金属氢氧化物,可以在所述密封胶固化的体系内生成水,因此可减少有机锡催化剂用量,甚至不采用有机锡催化剂,同时还起到了提升固化速度(包括深层)的作用。
[0097]
在本发明的一些实施方式中,按重量份计,所述密封胶的制备原料包括100份所述硅烷改性聚醚,和1~12份所述层状双金属氢氧化物。
[0098]
在本发明的一些优选的实施方式中,按重量份计,每100份所述硅烷改性聚醚,添加2-10所述层状双金属氢氧化物。
[0099]
在本发明的一些实施方式中,所述密封胶的制备原料还包括增塑剂、填料、除水剂、硅烷偶联剂和催化剂。
[0100]
在本发明的一些优选的实施方式中,按重量份计,每100份所述硅烷改性聚醚,所述增塑剂的添加量为40~80份。
[0101]
在本发明的一些实施方式中,所述增塑剂选自邻苯二甲酸酯类增塑剂、烷基磺酸酯类增塑剂和聚醚多元醇类增塑剂中的至少一种。
[0102]
在本发明的一些实施方式中,所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二辛酯、己二酸二异癸酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二异辛酯、磷酸二苯一辛酯、磷酸甲苯二苯酯和聚丙二醇中的至少一种。
[0103]
在本发明的一些优选的实施方式中,所述增塑剂选自didp(邻苯二甲酸二异癸酯)、dinp(邻苯二甲酸二异壬酯)和ppg(聚丙二醇)中的至少一种。
[0104]
在本发明的一些优选的实施方式中,用作所述增塑剂的ppg的平均摩尔质量为1000-3000g/mol。
[0105]
所述增塑剂能降低高分子化合物(硅烷改性聚醚)的玻璃化温度和熔融温度,改善所述密封胶形成的胶层脆性,使密封胶具有柔韧性,进而增进其流动性和挤出性。
[0106]
在本发明的一些优选的实施方式中,按重量份计,每100份所述硅烷改性聚醚,所述填料的添加量为100~180份。
[0107]
在本发明的一些实施方式中,所述填料选自碳酸钙、硅粉、滑石粉和高岭土中的至少一种。
[0108]
在本发明的一些实施方式中,所述碳酸钙选自重质碳酸钙和纳米活性碳酸钙中的至少一种。
[0109]
在本发明的一些实施方式中,所述纳米活性碳酸钙的粒径在25~100nm之间。
[0110]
在本发明的一些实施方式中,所述纳米活性碳酸钙的比表面积≥25m2/g。
[0111]
在本发明的一些实施方式中,所述硅粉的细度为2500~12500目的硅微粉。
[0112]
在本发明的一些实施方式中,所述滑石粉可通过1250目筛网。
[0113]
所述填料可以改善所述密封胶的力学性能同时降低所述密封胶的成本。
[0114]
在本发明的一些实施方式中,按重量份计,每100份所述硅烷改性聚醚,所述除水剂的添加量为3~5份。
[0115]
在本发明的一些实施方式中,所述除水剂选自恶唑烷类除水剂和单异氰酸酯类除水剂中的至少一种。
[0116]
在本发明的一些优选的实施方式中,所述除水剂为美国angus的zoldine ms-plus、英国incorez公司的incozol 2和德国bayer公司的additive ti中的至少一种。
[0117]
所述除水剂通过优先与水反应除去密封胶体系中多余的水分,保证密封胶的储藏稳定性。
[0118]
在本发明的一些实施方式中,按重量份计,每100份所述硅烷改性聚醚,所述硅烷偶联剂的添加量为5~10份。
[0119]
在本发明的一些实施方式中,所述硅烷偶联剂选自γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、n-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和n-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。
[0120]
由于甲氧基硅烷的水解速度更快,因此在本发明的一些优选的实施方式中,所述硅烷偶联剂选自γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和n-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
[0121]
所述硅烷偶联剂可以使所述密封胶在不施底涂的情况下,对不同基材产生广泛的良好粘结性。
[0122]
在本发明的一些实施方式中,按重量份计,每100份所述硅烷改性聚醚,所述催化剂的添加量为0.05~2份。
[0123]
在本发明的一些实施方式中,所述催化剂为有机金属类催化剂。
[0124]
在本发明的一些优选的实施方式中,所述有机金属类催化剂选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、双乙酰丙酮基二丁基锡、2-乙基己酸锡、二新癸酸二丁基锡、异辛酸锌和异辛酸铋中的至少一种。
[0125]
在本发明的一些优选的实施方式中,所述有机金属类催化剂选自异辛酸锌和异辛酸铋中的至少一种。
[0126]
所述催化剂可以加速所述密封胶的固化速度。
[0127]
在本发明的一些实施方式中,所述密封胶的制备原料还可以包括添加剂。
[0128]
在本发明的一些实施方式中,所述添加剂包括色粉、触变剂、紫外吸收剂、紫外稳定剂和其他常用添加剂中的至少一种。
[0129]
在本发明的一些实施方式中,所述色粉为钛白粉和炭黑中的至少一种。
[0130]
所述色粉可以改变所述密封胶的颜色。
[0131]
在本发明的一些实施方式中,所述触变剂选自聚酰胺蜡、氢化蓖麻油和有机膨润土中的至少一种。
[0132]
所述触变剂能调节所述密封胶的粘度,改进其触变性(抗下垂性),同时提升所述密封胶形成胶层的强度。
[0133]
在本发明的一些实施方式中,所述紫外吸收剂选自水杨酸酯类紫外吸收剂、苯酮
类紫外吸收剂、苯并三唑类紫外吸收剂、取代丙烯腈类紫外吸收剂和三嗪类紫外吸收剂中的至少一种。
[0134]
在本发明的一些实施方式中,所述紫外吸收剂选自巴斯夫的uv-326、uv-327、uv-328、uv-320、tinuvin326、tinuvin213和tinuvin101中的至少一种。
[0135]
在本发明的一些实施方式中,所述紫外稳定剂为受阻胺类光稳定剂中的至少一种。
[0136]
在本发明的一些实施方式中,所述紫外稳定剂为巴斯夫的uv-3346、uv-3529、uv-3581、uv-3583、tinuvin770、tinuvin292、和tinuvin5050中的至少一种。
[0137]
所述紫外吸收剂和所述紫外稳定剂可提升所述密封胶的耐候性和稳定性。
[0138]
在本发明的一些进一步优选的实施方式中,按重量份计,所述密封胶由以下制备原料制备而成;
[0139][0140]
本发明的第四方面,提出了所述密封胶的制备方法,包括将所述硅烷改性聚醚、层状双金属氢氧化物、增塑剂和填料脱水共混捏合后,依次加入所述除水剂、硅烷偶联剂和催化剂混合。
[0141]
在本发明的一些实施方式中,所述脱水共混捏合的温度为80-150℃。
[0142]
在本发明的一些实施方式中,所述脱水共混捏合的真空度为0.085-0.098mpa。
[0143]
在本发明的一些实施方式中,所述脱水共混捏合的时间为120-200min。
[0144]
在本发明的一些实施方式中,所述脱水共混捏合的搅拌转速为200-600rpm。
[0145]
在本发明的一些实施方式中,所述脱水共混捏合前,还包括向制备体系中添加所述助剂中的一至多种。
[0146]
在本发明的一些实施方式中,所述除水剂的添加温度≤40℃。
[0147]
在本发明的一些实施方式中,所述除水剂添加后搅拌60-200min。
[0148]
在本发明的一些实施方式中,所述除水剂添加后搅拌的速度为200-600rpm。
[0149]
在本发明的一些实施方式中,所述硅烷偶联剂添加后搅拌60-200min。
[0150]
在本发明的一些实施方式中,所述硅烷偶联剂添加后搅拌的转速为200-600rpm。
[0151]
在本发明的一些实施方式中,所述催化剂添加后的搅拌时间为60-200min。
[0152]
在本发明的一些实施方式中,所述催化剂添加后搅拌的转速为200-600rpm。
[0153]
本发明的第五方面,提出了所述密封胶在建筑、电子电器和新能源技术领域中的应用。
具体实施方式
[0154]
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本发明保护的范围。
[0155]
实施例1
[0156]
本实施例制备了一种硅烷改性聚醚,具体过程为:
[0157]
s1.将1mol聚乙二醇单烯丙基醚(cas:27274-31-3,平均摩尔质量4000g/mol,购自武汉华翔科洁生物技术有限公司)、3mol聚丙二醇(平均摩尔质量3000g/mol)和2mol二氯甲烷在苛性碱(氢氧化钠,5mg/kg)的催化作用下扩链聚合(室温,3h),之后添加2mol烯丙基氯封端3h后,于80℃真空蒸出残余的二氯甲烷和烯丙基氯,得第一中间体;
[0158]
s2.将1mol第一中间体和2.1mol二甲基硅烷进行催化反应(催化剂为氯铂酸,cas:16941-12-1,添加量10ppm),催化反应的温度为80℃,时间为2h,得第二中间体;
[0159]
s3.将1mol第二中间体和2.1mol乙烯基甲基二乙酰氧基硅烷(cas:2944-70-9)发生催化加成反应(催化剂为氯铂酸,cas:16941-12-1,添加量为10ppm)即得,催化加成反应的时间为2h,温度为80℃。
[0160]
实施例2
[0161]
本实施例制备了一种硅烷改性聚醚,具体过程与实施例1的区别为:
[0162]
(1)步骤s1中,将聚丙二醇(3000g/mol)替换为聚乙二醇丙二醇共聚物(4500g/mol);
[0163]
(2)步骤s3中,将乙烯基甲基二乙酰氧基硅烷替换为乙烯基三乙酰氧基硅烷(cas:4130-08-9)。
[0164]
实施例3
[0165]
本实施例制备了一种硅烷改性聚醚,具体过程与实施例1的区别为:
[0166]
(1)步骤s1中,将聚乙二醇单烯丙基醚替换为烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚(cas:9041-33-2,平均摩尔质量4000g/mol,购自武汉华翔科洁生物技术有限公司);
[0167]
(2)步骤s1中,将聚丙二醇(3000g/mol)替换为聚丙二醇(4500g/mol);
[0168]
(3)步骤s3中,将乙烯基甲基二乙酰氧基硅烷替换为乙烯基三乙酰氧基硅烷。
[0169]
实施例4
[0170]
本实施例制备了一种硅烷改性聚醚,具体过程与实施例1的区别为:
[0171]
(1)步骤s1中,将聚乙二醇单烯丙基醚替换为烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚;
[0172]
(2)步骤s1中,将聚丙二醇(3000g/mol)替换为聚乙二醇丙二醇共聚物(7000g/mol)。
[0173]
实施例5
[0174]
本实施例制备了一种密封胶,具体过程为:
[0175]
将硅烷改性聚醚、层状双金属氢氧化物、增塑剂、填料、色粉和触变剂,于温度110℃,真空度0.09mpa,脱水共混捏合180min;
[0176]
冷却得到基料,再将除水剂加入基料内,300rpm下搅拌90min;
[0177]
再加入硅烷偶联剂,300rpm下搅拌120min;
[0178]
最后加入催化剂,500rpm下搅拌60min。
[0179]
本实施例中具体制备原料及添加比例如表1所示。
[0180]
为了对比制备原料种类以及添加量对密封胶性能的影响,特设置了实施例6~8以及对比例1~2。
[0181]
实施例6~8和对比例1~2分别制备了一种密封胶,与实施例5的区别在于,制备原料的组成不同,具体组成如表1所示。
[0182]
表1实施例5~8以及对比例1~2中密封胶的制备原料的组成(重量份计)
[0183]
[0184][0185]
表1中商购的硅烷改性聚醚为甲基二甲氧基封端的硅烷改性聚醚(日本kaneka公司的sat400)。
[0186]
“‑”
表示未添加。
[0187]
试验例
[0188]
本试验例测试了实施例5~8和对比例1~2制备的密封胶的性能。其中具体的测试标准和测试结果如表2所示。
[0189]
表2实施例5~8和对比例1~2所得密封胶的性能和测试标准
[0190][0191]
由表2测试结果可以看出,由本发明提供的硅烷改性聚醚(乙酰氧基硅烷封端)制备的密封胶对铜片、碳钢和混凝土都无腐蚀性,这说明层状双金属氢氧化物和硅烷改性聚醚间的协同作用起到了吸收副产物乙酸的作用,同时,层状双金属氢氧化物的添加使本发明的密封胶达到了fv0的阻燃级别,固化速度明显优于市面上常见的包含甲氧基封端硅烷改性聚醚的密封胶。
[0192]
对比例1与实施例6的区别在于,没有添加层状双金属氢氧化物,因此所得密封胶对铜片、碳钢有较强的腐蚀性,此外在混凝土基体表面几乎无粘附性,同时其燃烧性为fh2。
[0193]
对比例2与实施例6的区别在于,采用商用的甲氧基封端的硅氧改性聚醚,其固化速度为6,较实施例6中固化速度降低了1/3。
[0194]
上面对本发明实施例作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变
化。此外,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。