密封胶组合物、硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法与流程

本发明涉及密封胶领域，具体涉及一种密封胶组合物、硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法。

背景技术：

硅烷改性聚醚密封胶是以聚醚为主链且硅氧烷封端的端硅烷基聚醚为基础聚合物制备而成的密封胶。硅烷改性聚醚密封胶继承了硅酮密封胶和聚氨酯密封胶的优点和长处，具有优良的耐候、耐久性，高的抗形变位移能力，良好的粘接性、涂饰性、环境友善性、低玷污性以及低粘度和优良作业性等优点。硅烷改性聚醚密封胶自1979年被日本率先开发，此后流行于欧美等发达国家，但是国内应用较晚，且技术尚未成熟，成为国内新型密封胶发展的一个重要方向。目前市面上的密封胶，密度大、重量沉，非常不便于储存、运输、和加工，极大地增加了成本及能源消耗，因此轻量化是密封胶的一个重要发展方向。

技术实现要素：

因此，为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供了一种能够显著降低密封胶的密度，便于储存和运输，降低生产及运输成本，还具有良好的隔热隔音效果的密封胶组合物、硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种密封胶组合物，包括质量份数为100份硅烷改性聚醚、30-60份增塑剂、120-160份改性填料、0.2-2份可膨胀微球、0.5-5份触变剂、0.01-2份除水剂、0.5-3份偶联剂、0.1-2份催化剂、0.01-1份抗氧剂和0.01-1份紫外吸收剂，其中，所述硅烷改性聚醚是由氢硅与不饱和键封端聚醚在催化剂的作用下合成的硅烷封端预聚体。

在其中一个实施例中，所述改性填料是通过改变填料表面的极性，提高其分散性，改善和聚合物基体间的相容性，所述改性填料为通过填料改性剂对填料进行表面改性后得到。

在其中一个实施例中，所述改性填料的表面改性方法是将100质量份填料在70-90℃高速搅拌10-15min，加入0.1-3质量份填料改性剂，继续搅拌30-40min，得到改性填料。

在其中一个实施例中，所述填料为二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、高岭土、膨润土、炭黑、微细石英粉、云母粉、氢氧化铝、氢氧化镁、三聚氰胺聚磷酸盐、氧化锌、氧化铝、硫酸钡、硅藻土和钛白粉中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述填料改性剂为月桂酸、铝酸酯偶联剂、硬脂酸、十二烷基硫酸钠、油酸、硬脂酸钠、硬脂酸锌、十二烷基磺酸钠、马来酸酐和硅烷偶联剂中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述可膨胀微球为粒径15～25μm、起发温度为80～105℃、发泡峰值温度为125～158℃、最低发泡密度不大于15kg/m³。

在其中一个实施例中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸锡、月桂胺和双(乙酰丙酮酸)二丁基锡中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂。

在其中一个实施例中，所述紫外吸收剂为苯并三唑类紫外线吸收剂、水杨酸酯类紫外线吸收剂、苯酮类紫外线吸收剂、取代丙烯腈类紫外线吸收剂和三嗪类紫外线吸收剂中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述可膨胀微球为由聚合物形成的壳体中内包作为芯剂的挥发性膨胀剂，所述壳体由聚合性单体的单体混合物聚合而成，所述聚合性单体为丙烯腈、丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体和丙烯酸类单体中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述芯剂为沸点不高于壳体的低沸点烃类，所述芯剂为正戊烷、异戊烷、新戊烷、丁烷、异丁烷、己烷、异己烷、新己烷、庚烷、异庚烷、辛烷、异辛烷和石油醚中的至少一种。

本发明还提供一种硅烷改性聚醚密封胶制备方法，包括：将100份硅烷改性聚醚、30-60份增塑剂、120-160份改性填料于100-110℃真空度0.1mpa减压脱水2h，冷却至60℃，加入0.2-2份可膨胀微球，搅拌均匀，升温至90-150℃，保持0.5-5min，降温至室温；依次加入0.5-5份触变剂、0.01-2份除水剂、0.5-3份偶联剂、0.1-2份催化剂、0.01-1份抗氧剂和0.01-1份紫外吸收剂，真空度0.1mpa搅拌0.5-1.5h，得到低密度的硅烷改性聚醚密封胶。

本发明还提供一种硅烷改性聚醚密封胶，硅烷改性聚醚密封胶是采用上述硅烷改性聚醚密封胶制备方法制备得到的。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采用体积大、质量小的可膨胀微球作为轻质填料，简单通过工艺的调控达到不同的密度，少量添加即可达到优异的减重效果，工艺简单，显著降低密封胶密度，极大地降低了生产及运输成本。而且膨胀微球作为轻质填料，与密封胶体系相容性良好，可以长时间处于稳定状态。可膨胀微球在未膨胀时便加入，与体系其他物料密度相近，分散性更好，而且反应后得到的中空的膨胀微球，还可使密封胶具备一定隔热隔音效果，有效降低能耗。

具体实施方式

下面对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践方面。

在本申请中所有实施例中的份数均为质量份数，后续不再另外申明。

本申请实施例提供一种密封胶组合物，包括质量份数为100份硅烷改性聚醚、30-60份增塑剂、120-160份改性填料、0.2-2份可膨胀微球、0.5-5份触变剂、0.01-2份除水剂、0.5-3份偶联剂、0.1-2份催化剂、0.01-1份抗氧剂和0.01-1份紫外吸收剂。

硅烷改性聚醚是由氢硅与不饱和键封端聚醚在催化剂的作用下，合成的硅烷封端预聚体，具有优秀的耐候性和耐久性，抗形变位移能力高，具有良好的粘接性、涂饰性、环境友好型、施工性和低粘污性。硅烷聚醚可以是甲基二甲氧基硅烷封端聚醚、二甲氧基硅烷封端聚醚、三乙氧基硅烷混合封端聚醚、三甲氧基硅烷封端聚醚中的至少一种。

在其中一个实施例中，改性填料是通过改变填料表面的极性，提高其分散性，改善和聚合物基体间的相容性，所述改性填料为通过填料改性剂对填料进行表面改性后得到。在其中一个实施例中，改性填料的表面改性方法是将100质量份填料在70-90℃高速搅拌10-15min，加入0.1-3质量份填料改性剂，继续搅拌30-40min，得到改性填料。

在其中一个实施例中，填料为二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、高岭土、膨润土、炭黑、微细石英粉、云母粉、氢氧化铝、氢氧化镁、三聚氰胺聚磷酸盐、氧化锌、氧化铝、硫酸钡、硅藻土和钛白粉中的至少一种。

填料改性剂的作用是通过改性在填料表面包覆一层有机物，微粒表面容易被聚合物润湿，与基体有良好的相容性，有利于提高对密封胶的补强效果并改善密封胶的使用工艺性能。在其中一个实施例中，填料改性剂为月桂酸、铝酸酯偶联剂、硬脂酸、十二烷基硫酸钠、油酸、硬脂酸钠、硬脂酸锌、十二烷基磺酸钠、马来酸酐和硅烷偶联剂中的至少一种。

在其中一个实施例中，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二(十三烷基)酯、环氧类增塑剂和聚丙二醇单丁醚中的至少一种。

触变剂的主要功能是当密封胶在斜面或垂面施工时可有效防止胶料下垂、流淌和塌陷。在其中一个实施例中，触变剂为氢化蓖麻油、脂肪酰胺、聚酰胺蜡、有机膨润土、气相二氧化硅和有机改性蒙脱土中的至少一种。

在其中一个实施例中，除水剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基二甲氧基硅烷、异氰酸酯硅烷、二异丁基醚基三甲氧基硅烷和单噁唑烷类中的至少一种。

偶联剂的作用是进一步加快密封胶的硫化交联速度，降低催化剂的用量。在其中一个实施例中，偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

催化剂的作用是加速硅烷改性聚醚的硫化速度。在其中一个实施例中，催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸锡、月桂胺和双(乙酰丙酮酸)二丁基锡中的至少一种。

抗氧化剂的作用是防止密封胶变质老化，提高储存稳定性，使其长时间有效地发挥作用。在其中一个实施例中，抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂。

紫外吸收剂的作用是防止紫外光对材料的破坏，提高稳定性及使用寿命。在其中一个实施例中，紫外吸收剂为苯并三唑类紫外线吸收剂、水杨酸酯类紫外线吸收剂、苯酮类紫外线吸收剂、取代丙烯腈类紫外线吸收剂和三嗪类紫外线吸收剂中的至少一种。

在其中一个实施例中，可膨胀微球为由聚合物形成的壳体中内包作为芯剂的挥发性膨胀剂，壳体由聚合性单体的单体混合物聚合而成，聚合性单体为丙烯腈、丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体和丙烯酸类单体中的至少一种。

可膨胀微球可以采用快思瑞科技(上海)有限公司生产的可膨胀微球。可选用的具体型号及技术指标如下：

在其中一个实施例中，芯剂为沸点不高于壳体的低沸点烃类，芯剂为正戊烷、异戊烷、新戊烷、丁烷、异丁烷、己烷、异己烷、新己烷、庚烷、异庚烷、辛烷、异辛烷和石油醚中的至少一种。

本申请实施例还提供一种硅烷改性聚醚密封胶制备方法，包括以下步骤：

将100份硅烷改性聚醚、30-60份增塑剂、120-160份改性填料于100-110℃真空度0.1mpa减压脱水2h，冷却至60℃，加入0.2-2份可膨胀微球，搅拌均匀，升温至90-150℃，保持0.5-5min，降温至室温；

依次加入0.5-5份触变剂、0.01-2份除水剂、0.5-3份偶联剂、0.1-2份催化剂、0.01-1份抗氧剂和0.01-1份紫外吸收剂，真空度0.1mpa搅拌0.5-1.5h，得到低密度的硅烷改性聚醚密封胶。

本申请实施例还提供一种硅烷改性聚醚密封胶，硅烷改性聚醚密封胶是采用上述硅烷改性聚醚密封胶制备方法制备得到的。

上述硅烷改性聚醚密封胶及硅烷改性聚醚密封胶制备方法，采用体积大、质量小的可膨胀微球作为轻质填料，简单通过工艺的调控达到不同的密度，少量添加即可达到优异的减重效果，工艺简单，显著降低密封胶密度，极大地降低了生产及运输成本。而且膨胀微球作为轻质填料，与密封胶体系相容性良好，可以长时间处于稳定状态。可膨胀微球在未膨胀时便加入，与体系其他物料密度相近，分散性更好，而且反应后得到的中空的膨胀微球，还可使密封胶具备一定隔热隔音效果，有效降低能耗。

实施例一

将100份三乙氧基封端硅烷改性聚醚12000e、30份邻苯二甲酸二辛酯、145份硬脂酸改性的碳酸钙于110℃真空度0.1mpa减压脱水2h，冷却至60℃，加入0.2份可膨胀微球，搅拌均匀，升温至90℃，保持5min，降温至室温；

依次加入5份氢化蓖麻油、0.01份二异丁基醚基三甲氧基硅烷、0.5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1份双(乙酰丙酮酸)二丁基锡、0.01份irganox1010和0.1份单苯甲酸间苯二酚酯，真空度0.1mpa搅拌0.5h，得到低密度的硅烷改性聚醚密封胶。三乙氧基封端硅烷改性聚醚为江苏瑞洋安泰新材料科技有限公司生产的改性聚醚，12000e为该产品在该司商品号。irganox1010为巴斯夫抗氧剂，具体可以为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

对比例一

将100份三乙氧基封端硅烷改性聚醚12000e、30份邻苯二甲酸二辛酯、145份硬脂酸改性的碳酸钙于110℃真空度0.1mpa减压脱水2h，冷却至室温；

依次加入5份氢化蓖麻油、0.01份二异丁基醚基三甲氧基硅烷、0.5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1份双(乙酰丙酮酸)二丁基锡、0.01份irganox1010和0.1份单苯甲酸间苯二酚酯，真空度0.1mpa搅拌0.5h，得到作为对照的硅烷改性聚醚密封胶。

实施例二

将80份甲基二甲氧基封端硅烷改性聚醚s203h、20份甲基二甲氧基封端硅烷改性聚醚s303h、55份聚丙二醇单丁醚、120份油酸改性的碳酸钙、40份油酸改性的二氧化硅于110℃真空度0.1mpa减压脱水2h，冷却至60℃，加入1份可膨胀微球，搅拌均匀，升温至110℃，保持3min，降温至室温；

依次加入3份气相二氧化硅、0.5份乙烯基二甲氧基硅烷、1份n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、0.5份月桂胺、0.1份irganox1076和0.01份2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，真空度0.1mpa搅拌1h，得到低密度的硅烷改性聚醚密封胶。甲基二甲氧基封端硅烷改性聚醚为日本钟渊化学生产的，s203h为该产品在该司商品号。irganox1076为巴斯夫抗氧化剂，具体可以是β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。

对比例二

将80份甲基二甲氧基硅烷改性聚醚s203h、20份甲基二甲氧基硅烷改性聚醚s303h、55份聚丙二醇单丁醚、120份油酸改性的碳酸钙、40份油酸改性的二氧化硅于110℃真空度0.1mpa减压脱水2h，冷却至室温；

依次加入3份气相二氧化硅、0.5份乙烯基二甲氧基硅烷、1份n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、0.5份月桂胺、0.1份irganox1076和0.01份2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，真空度0.1mpa搅拌1h，得到作为对照的硅烷改性聚醚密封胶。

实施例三

将60份甲氧基封端硅烷改性聚醚excestars2410e、40份甲氧基封端硅烷改性聚醚excestars2420e、45份邻苯二甲酸二丁酯、130份铝酸酯偶联剂改性的高岭土于100℃真空度0.1mpa减压脱水2h，冷却至60℃，加入1.5份可膨胀微球，搅拌均匀，升温至130℃，保持2min，降温至室温；

依次加入1份有机膨润土、1份乙烯基三乙氧基硅烷、2份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、1份辛酸锡、1份irganox1098和0.5份水杨酸乙基己酯，真空度0.1mpa搅拌1h，得到低密度的硅烷改性聚醚密封胶。甲氧基封端硅烷改性聚醚为日本旭硝子(agc)公司生产的，excestars2410e为该产品在该司商品号。irganox1098为巴斯夫抗氧化剂，具体可以是n,n'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。

对比例三

将60份甲氧基封端硅烷改性聚醚excestars2410e、40份甲氧基封端硅烷改性聚醚excestars2420e、45份邻苯二甲酸二丁酯、130份铝酸酯偶联剂改性的高岭土于100℃真空度0.1mpa减压脱水2h，冷却至室温；

依次加入1份有机膨润土、1份乙烯基三乙氧基硅烷、2份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、1份辛酸锡、1份irganox1098和0.5份水杨酸乙基己酯，真空度0.1mpa搅拌1h，得到作为对照的硅烷改性聚醚密封胶。

实施例四

将100份三甲氧基封端硅烷改性聚醚sax510、60份邻苯二甲酸二异癸酯、100份十二烷基硫酸钠改性的膨润土、20份十二烷基硫酸钠改性的炭黑于100℃真空度0.1mpa减压脱水2h，冷却至60℃，加入2份可膨胀微球，搅拌均匀，升温至150℃，保持0.5min，降温至室温；

依次加入0.5份聚酰胺蜡、2份乙烯基三甲氧基硅烷、3份γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、2份二月桂酸二丁基锡、0.5份irganox245和1份2-(2-羟基-2-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑，真空度0.1mpa搅拌1.5h，得到低密度的硅烷改性聚醚密封胶。三甲氧基封端硅烷改性聚醚为日本钟渊化学生产的，sax510为该产品在该司商品号。irganox245为巴斯夫抗氧化剂，具体可以是二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]。

对比例四

将100份三甲氧基封端硅烷改性聚醚sax510、60份邻苯二甲酸二异癸酯、100份十二烷基硫酸钠改性的膨润土、20份十二烷基硫酸钠改性的炭黑于100℃真空度0.1mpa减压脱水2h，冷却至室温；

依次加入0.5份聚酰胺蜡、2份乙烯基三甲氧基硅烷、3份γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、2份二月桂酸二丁基锡、0.5份irganox245和1份2-(2-羟基-2-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑，真空度0.1mpa搅拌1.5h，得到作为对照的硅烷改性聚醚密封胶。

实施例1-4与对比例1-4所得密封胶的密度如下表所示：

由表中的数据可以看出，加入膨胀微球后，在不同原料制备密封胶中膨胀微球的减重效果有所不同，但是均有明显的减重效果。并且随着膨胀微球添加量的增加，密封胶的比重可以降低8％-49％。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。