一种低模量脱酮肟型耐候胶的制备方法及应用与流程

本发明属于硅酮密封胶技术领域，具体是一种低模量脱酮肟型耐候胶的制备方法及应用。

背景技术：

步入二十一世纪以来随着科学技术的进步与发展，高层和超高层的建筑幕墙得到了广泛的运用，这是因其具有更高的安全性能、更灵活方便快捷的施工技术、更高的防水性能，延长了幕墙的寿命与更高的防水性能还延长了幕墙的寿命。

在幕墙安装过程中需要使用硅酮密封胶对其进行粘接与密封，在使用了现有的硅酮密封胶一段时间后，越来越多的密封胶也出现了胶条脱落和开裂情况，有的甚至污染了与其粘接的建筑材料，这是因为一般的高模量或中模量的硅酮密封胶其抗位移能力较差，同时硅酮密封胶里含有易挥发的物质。模量是指材料在受力状态下应力与应变之比。硅酮密封胶完全硫化后的模量可分为三种：高模量、中模量和低模量。低模量硅酮密封胶的位移能力可以达到 100/-50，具有永久变形大、弹性恢复率较高、优异的粘接性和耐气候老化性等优点，可用于超高层建筑填缝、大型混凝土设施、道路、桥梁、机场跑道等设施的混凝土伸缩缝的密封。中高模量的硅酮密封胶由于其模量较大、撕裂强度低，使得其在浸水、冷拉热压或浸水光照后易出现内聚破坏或界面粘接破坏，限制了其在较大位移伸缩缝的应用。

所以，需要制备出一种具有低模量，同时耐候性能优越的硅酮密封胶。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种低模量脱酮肟型耐候胶的制备方法及应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种低模量脱酮肟型耐候胶的制备方法，该低模量脱酮肟型耐候胶包括以下重量份原料：α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷80-120份；硅油10-30份；填料40-120份；扩链剂1-4份；交联剂4-12份；偶联剂1-5份；催化剂0.5-2份；

该低模量脱酮肟型耐候胶的制备，包括以下步骤：

步骤一：按重量份称取α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、硅油和填料，将称取的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、硅油和填料按比例放置在捏合机中，捏合机搅拌并升温至125℃，抽真空为0.095mpa，并保持150分钟，得到基料a；

步骤二：将步骤一中得到的基料a冷却至室温，将冷却后的基料a转移至行星搅拌机中，对行星搅拌机进行抽真空处理，并在真空状态下对基料a混合搅拌8分钟，并控制搅拌器的公转和自转转速为15-25r/min，得到基料b；

步骤三：向步骤二中得到的基料b中加入交联剂，并保持行星搅拌机的真空状态，驱动行星搅拌机对基料b和交联剂混合搅拌20分钟，并将搅拌器的公转和自转转速提升为20-30r/min，同时，将行星搅拌器的温度控制在＜50℃，得到基料c；

步骤四：向步骤三中得到的基料c中加入偶联剂和扩链剂，并在真空状态下，混合搅拌25分钟，并控制搅拌器的公转和自转转速保持为20-30r/min，同时，混合过程中，将行星搅拌器的温度控制在＜50℃，得到基料d；

步骤五：向步骤四中得到的基料d中加入催化剂，在真空状态下充分混合搅拌30分钟，并保持搅拌器的公转和自转转速为20-30r/min,混合过程中，将行星搅拌器的温度控制在＜50℃，得到基料e；

步骤六：搅拌器停止搅拌，向行星搅拌器中充入氮气，去真空处理，从而得到该低模量脱酮肟型耐候胶。

作为本发明再进一步的方案：所述的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在25℃时粘度为20000-80000mpa·s。

作为本发明再进一步的方案：所述的硅油为二甲基硅油。

作为本发明再进一步的方案：所述的填料为纳米活性轻质碳酸钙、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、硅微粉、气相白炭黑、沉淀白炭黑中的一种或多种。

作为本发明再进一步的方案：所述的扩链剂为二甲基二(乙酰乙酸乙酯基)硅烷、二甲基二(n-苯基乙酰氨基)硅烷、甲基乙烯基二异丙烯氧基硅烷、甲基乙烯基二(乙酰乙酸乙酯基)硅烷中的一种或多种。

作为本发明再进一步的方案：所述的交联剂为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多种。

作为本发明再进一步的方案：所述的偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚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多种。

作为本发明再进一步的方案：所述的催化剂为有机锡催化剂二月桂酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二甲氧基二丁基锡或二丁基氧化锡的一种或多种。

作为本发明再进一步的方案：步骤三、步骤四和步骤五中的温度过高时，能够向行星搅拌器混合缸的夹层中通冷却水进行冷却降温。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中通过扩链剂的加入使基胶分子链延长，使其交联点减少从而提高其断裂伸长率和降低其模量；

2、本发明中加入苯基三丁酮肟基硅烷，由于苯基三丁酮肟基硅烷比别的交联剂空间位阻大，即降低了交联密度，使其降低硅酮密封胶的模量；

3、本发明中的配方中不含白油增塑剂，解决了污染基材的问题，同时极大的提高了硅酮胶的耐候性；

4、本发明中拉伸模量小于0.4mpa，断裂伸长率可以达到900％以上，这样可以适应建筑板块间的位移，大大的延长了硅酮密封胶的使用寿命。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种低模量脱酮肟型耐候胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按重量份称取α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份、二甲基硅油20份和纳米碳酸钙80份，将称取的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、硅油和填料按比例放置在捏合机中，捏合机搅拌并升温至125℃，抽真空为0.095mpa，并保持150分钟，得到基料a；

步骤二：将步骤一中得到的基料a冷却至室温，将冷却后的基料a转移至行星搅拌机中，对行星搅拌机进行抽真空处理，并在真空状态下对基料a混合搅拌8分钟，并控制搅拌器的公转和自转转速为15-25r/min，得到基料b；

步骤三：向步骤二中得到的基料b中加入8份由重量比为1:6.8:1的乙烯基三丁酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟硅烷制成的交联剂，并保持行星搅拌机的真空状态，驱动行星搅拌机对基料b和交联剂混合搅拌20分钟，并将搅拌器的公转和自转转速提升为20-30r/min，同时，将行星搅拌器的温度控制在＜50℃，得到基料c；

步骤四：向步骤三中得到的基料c中加入3份由重量比为5:3的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷制成的偶联剂和2份甲基乙烯基二异丙烯氧基硅烷，并在真空状态下，混合搅拌25分钟，并控制搅拌器的公转和自转转速保持为20-30r/min，同时，混合过程中，将行星搅拌器的温度控制在＜50℃，得到基料d；

步骤五：向步骤四中得到的基料d中加入1份二月桂酸二丁基锡，在真空状态下充分混合搅拌30分钟，并保持搅拌器的公转和自转转速为20-30r/min,混合过程中，将行星搅拌器的温度控制在＜50℃，得到基料e；

步骤六：搅拌器停止搅拌，向行星搅拌器中充入氮气，去真空处理，从而得到该低模量脱酮肟型耐候胶。

实施例2

一种低模量脱酮肟型耐候胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按重量份称取α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷80份、二甲基硅油10份和纳米碳酸钙40份，将称取的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、硅油和填料按比例放置在捏合机中，捏合机搅拌并升温至125℃，抽真空为0.095mpa，并保持150分钟，得到基料a；

步骤二：将步骤一中得到的基料a冷却至室温，将冷却后的基料a转移至行星搅拌机中，对行星搅拌机进行抽真空处理，并在真空状态下对基料a混合搅拌8分钟，并控制搅拌器的公转和自转转速为15-25r/min，得到基料b；

步骤三：向步骤二中得到的基料b中加入4份由重量比为1:6.8:0.5的乙烯基三丁酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟硅烷制成的交联剂，并保持行星搅拌机的真空状态，驱动行星搅拌机对基料b和交联剂混合搅拌20分钟，并将搅拌器的公转和自转转速提升为20-30r/min，同时，将行星搅拌器的温度控制在＜50℃，得到基料c；

步骤四：向步骤三中得到的基料c中加入1份由重量比为5:3的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷制成的偶联剂和1份甲基乙烯基二异丙烯氧基硅烷，并在真空状态下，混合搅拌25分钟，并控制搅拌器的公转和自转转速保持为20-30r/min，同时，混合过程中，将行星搅拌器的温度控制在＜50℃，得到基料d；

步骤五：向步骤四中得到的基料d中加入0.5份二月桂酸二丁基锡，在真空状态下充分混合搅拌30分钟，并保持搅拌器的公转和自转转速为20-30r/min,混合过程中，将行星搅拌器的温度控制在＜50℃，得到基料e；

步骤六：搅拌器停止搅拌，向行星搅拌器中充入氮气，去真空处理，从而得到该低模量脱酮肟型耐候胶。

实施例3

一种低模量脱酮肟型耐候胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按重量份称取α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷120份、二甲基硅油30份和纳米碳酸钙120份，将称取的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、硅油和填料按比例放置在捏合机中，捏合机搅拌并升温至125℃，抽真空为0.095mpa，并保持150分钟，得到基料a；

步骤二：将步骤一中得到的基料a冷却至室温，将冷却后的基料a转移至行星搅拌机中，对行星搅拌机进行抽真空处理，并在真空状态下对基料a混合搅拌8分钟，并控制搅拌器的公转和自转转速为15-25r/min，得到基料b；

步骤三：向步骤二中得到的基料b中加入12份由重量比为1:6.8:1的乙烯基三丁酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟硅烷制成的交联剂，并保持行星搅拌机的真空状态，驱动行星搅拌机对基料b和交联剂混合搅拌20分钟，并将搅拌器的公转和自转转速提升为20-30r/min，同时，将行星搅拌器的温度控制在＜50℃，得到基料c；

步骤四：向步骤三中得到的基料c中加入5份由重量比为5:3的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷制成的偶联剂和4份甲基乙烯基二异丙烯氧基硅烷，并在真空状态下，混合搅拌25分钟，并控制搅拌器的公转和自转转速保持为20-30r/min，同时，混合过程中，将行星搅拌器的温度控制在＜50℃，得到基料d；

步骤五：向步骤四中得到的基料d中加入2份二月桂酸二丁基锡，在真空状态下充分混合搅拌30分钟，并保持搅拌器的公转和自转转速为20-30r/min,混合过程中，将行星搅拌器的温度控制在＜50℃，得到基料e；

步骤六：搅拌器停止搅拌，向行星搅拌器中充入氮气，去真空处理，从而得到该低模量脱酮肟型耐候胶。

对比例1

一种低模量脱酮肟型耐候胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按重量份称取α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份、二甲基硅油20份和纳米碳酸钙80份，将称取的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、硅油和填料按比例放置在捏合机中，捏合机搅拌并升温至125℃，抽真空为0.095mpa，并保持150分钟，得到基料a；

步骤二：将步骤一中得到的基料a冷却至室温，将冷却后的基料a转移至行星搅拌机中，对行星搅拌机进行抽真空处理，并在真空状态下对基料a混合搅拌8分钟，并控制搅拌器的公转和自转转速为15-25r/min，得到基料b；

步骤三：向步骤二中得到的基料b中加入8份由重量比为1:6.8的乙烯基三丁酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷制成的交联剂，并保持行星搅拌机的真空状态，驱动行星搅拌机对基料b和交联剂混合搅拌20分钟，并将搅拌器的公转和自转转速提升为20-30r/min，同时，将行星搅拌器的温度控制在＜50℃，得到基料c；

步骤四：向步骤三中得到的基料c中加入3份由重量比为5:3的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷制成的偶联剂和2份甲基乙烯基二异丙烯氧基硅烷，并在真空状态下，混合搅拌25分钟，并控制搅拌器的公转和自转转速保持为20-30r/min，同时，混合过程中，将行星搅拌器的温度控制在＜50℃，得到基料d；

步骤五：向步骤四中得到的基料d中加入1份二月桂酸二丁基锡，在真空状态下充分混合搅拌30分钟，并保持搅拌器的公转和自转转速为20-30r/min,混合过程中，将行星搅拌器的温度控制在＜50℃，得到基料e；

步骤六：搅拌器停止搅拌，向行星搅拌器中充入氮气，去真空处理，从而得到该低模量脱酮肟型耐候胶。

对比例2

一种低模量脱酮肟型耐候胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按重量份称取α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份、二甲基硅油20份和纳米碳酸钙80份，将称取的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、硅油和填料按比例放置在捏合机中，捏合机搅拌并升温至125℃，抽真空为0.095mpa，并保持150分钟，得到基料a；

步骤二：将步骤一中得到的基料a冷却至室温，将冷却后的基料a转移至行星搅拌机中，对行星搅拌机进行抽真空处理，并在真空状态下对基料a混合搅拌8分钟，并控制搅拌器的公转和自转转速为15-25r/min，得到基料b；

步骤三：向步骤二中得到的基料b中加入8份由重量比为1:6.8:1的乙烯基三丁酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟硅烷制成的交联剂，并保持行星搅拌机的真空状态，驱动行星搅拌机对基料b和交联剂混合搅拌20分钟，并将搅拌器的公转和自转转速提升为20-30r/min，同时，将行星搅拌器的温度控制在＜50℃，得到基料c；

步骤四：向步骤三中得到的基料c中加入3份由重量比为5:3的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷制成的偶联剂，并在真空状态下，混合搅拌25分钟，并控制搅拌器的公转和自转转速保持为20-30r/min，同时，混合过程中，将行星搅拌器的温度控制在＜50℃，得到基料d；

步骤五：向步骤四中得到的基料d中加入1份二月桂酸二丁基锡，在真空状态下充分混合搅拌30分钟，并保持搅拌器的公转和自转转速为20-30r/min,混合过程中，将行星搅拌器的温度控制在＜50℃，得到基料e；

步骤六：搅拌器停止搅拌，向行星搅拌器中充入氮气，去真空处理，从而得到该低模量脱酮肟型耐候胶。

对上述的实施例和对比例所制得的样品进行性能测试，需要测试其断裂伸长率和拉伸强度、表干时间、邵尔a硬度、拉伸模量、储存稳定性等。性能测试标准与方法如下：

(1)断裂伸长率和拉伸强度按gb/t528-2009测试。

(2)表干时间按gb/t13477.5-2017测试。

(3)邵尔a硬度按gb/t531.1-2008测试。

(4)拉伸模量按gb/t14683-2017测试。

(5)储存稳定性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实施例与对比例一种低模量脱酮肟型耐候胶各项性能测试结果。

由上表可知，本发明实施例所制备的低模量脱酮肟型耐候胶，拉伸模量都在0.4mpa，断裂伸长率最高可以达到926％，这样能够适应建筑板块间的位移，大大的延长了硅酮密封胶的使用寿命，同时对绝大多数的基材都能起到良好的粘接效果，且不会污染基材，可广泛运用于建筑外墙。

对比例所制备的低模量脱酮肟型耐候胶，由于没有添加苯基三丁酮肟基硅烷(对比例1)所制得的样品很难达到低模量的要求，对比例2取消了扩链剂所制得的样品同样没有达到低模量的要求。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。