低模量高延伸率高粘接强度有机硅密封材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低模量高延伸率高粘接强度有机硅密封材料及其制备方法。按重量份计它的组分如下：聚有机基硅氧烷１００份，填料５０－２００份，扩链剂１－１０份，交联固化剂２－１０份，催化剂０．０５－２份，硅烷偶联剂０．１－５份。本发明专利技术向组分中添加酮肟基硅烷作为扩链剂，实现了低模量高延伸率的特性；同时加入新型的含氰基和仲氨基的硅烷偶联剂作为增粘剂，缩短了表干时间，提高了力学性能和对基材的粘接强度。所制得的密封材料具有优异的耐气候老化、耐高低温性能；对各种接缝具有良好的粘接性，粘接面不易脱落；良好的耐水性能，优异的伸缩恢复性，模量低、断裂伸长率在８００％以上，能承受混凝土板块之间水平或垂直方向极大的位移；无毒、无害，对环境无污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。本专利技术具体涉及一种具有低模量、高延伸率、密封粘接性能好、储存稳定性高、弹性伸缩能力强、耐候性优良的室温硫化(RTV)有机硅密封材料及其制备方法。
技术介绍
我国建筑、交通事业快速发展，大型建筑设施、高速公路及隧道工程等日益增多，混凝土伸缩缝的问题已引起工程界的高度重视，要求进一步提高混凝土伸缩缝材料的耐老化性、耐水性、弹性性能、整体粘接性和强度。目前国内使用的混凝土接缝密封材料主要有沥青、改性沥青、预制氯丁橡胶、聚硫以及聚氨酯。这些材料耐老化性差、使用寿命短、对基材的粘接性及其强度较低、位移能力不足，易产生脱开、断裂、挤出破坏等问题，且大都具有毒性，易造成环境污染。本专利技术制得的有机硅密封材料具有优异的耐气候老化和耐高低温性能，且位移能力强，粘接性好，可广泛应用于交通和建筑领域。U.S.P.4410677中以硅醇封端的聚硅氧烷为基胶、乙酰氧基硅烷为交联剂、锌或锆化合物为催化剂，同时向体系中添加大量硅油制得了低模量有机硅密封材料，并通过调节硅油添加量来调节模量。但由于硅油不参与硫化交联反应，易向密封材料表面迁移，使粘附力降低，密封失效，同时造成环境污染。U.S.P.5053442中以烷氧基封端的聚硅氧烷为基胶、烷氧基硅烷为交联剂，以双官能团的烷氧基硅烷为扩链剂，并以有机钛为催化剂，制得了低模量有机硅密封材料。该材料无毒、无味、无腐蚀性，但存在着储存期短、粘接性不强、固化时间长的问题。U.S.P.3996184中以羟基封端的聚硅氧烷为基胶，以N甲基乙酰胺基硅烷为扩链剂，以氨氧基硅烷为交联剂，制得了低模量有机硅密封材料。该材料在固化过程中有胺味气体放出，呈强碱性，易引起基胶断裂。同时，酰胺类扩链剂价格高、活性大、储存稳定性差，限制了其应用。U.S.P.4978706中以羟基封端的聚硅氧烷为基胶，以酰胺基硅烷为扩链剂，以四酮肟基硅烷为交联剂，制得了低模量有机硅密封材料。该材料无腐蚀性，固化速度快，对基材粘接性较好。但由于采用了酰胺基硅烷作扩链剂，故也存在储存稳定性差，成本高等不足，限制了它的使用范围。U.S.P.5246980以羟基封端的聚硅氧烷、填料碳酸钙、扩链剂N甲基乙酰胺基硅烷、交联剂氨氧基硅烷作为第一组分，以羟基封端的聚硅氧烷、填料碳酸钙、甲基封端的聚硅氧烷作为第二组分，制得了双组分低模量有机硅密封材料。该材料固化速度快，且可深层固化，但同样存在着酰胺基硅烷的价格高，储存期短等问题，且双组分给施工带来不便。国内也有相关专利报道，公开号CN1149307A以羟基封端的聚二有机基硅氧烷为基胶，加入填料、三官能酮肟基的苯基硅烷交联剂、粘合促进剂、催化剂和增塑剂，制得了高伸长低模量可室温固化的硅橡胶组合物。由专利说明书中的具体实施方案可知，该专利虽然达到高伸长、低模量、低硬度的目的，但拉伸强度很低，大大限制了其应用范围。该专利没有使用任何扩链剂，而是通过加入大量的增塑剂(增塑剂的用量接近基胶用量的一半)来实现高伸长低模量的。这就同样存在着U.S.P.4410677中所述的缺点增塑剂不参与硫化交联反应，易向密封材料表面迁移，使粘附力降低，密封失效，同时造成环境污染。众观已报道专利，虽然已经制得低模量高伸长率的有机硅密封材料，但都存在着不足之处，且其对基材的粘接强度不高，使其应用受到限制。而用酮肟基硅烷作为扩链剂来实现低模量、高延伸率，用含氰基和仲氨基的硅烷偶联剂作为增粘剂来提高力学性能和对基材的粘接强度还未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种。低模量高延伸率高粘接强度有机硅密封材料，按重量份计它的组分如下(A)聚有机基硅氧烷100份，(B)填料 50-200份，(C)扩链剂1-10份，(D)交联固化剂2-10份，(E)催化剂0.05-2份，(F)硅烷偶联剂0.1-5份。所述的聚有机基硅氧烷为端羟基聚二甲基硅氧烷，在25℃时粘度为10000-100000Pa.s；填料为经硬脂酸处理过的超细活性碳酸钙，粒径范围在0.01-50μm；扩链剂选用可水解的以2官能基为主的二酮肟基硅烷或聚硅氧烷；交联固化剂为含有两个以上可湿气水解的酮肟基硅烷或聚硅氧烷；催化剂为有机羧酸锡系；硅烷偶联剂是(MeO)3SiC3H6NHC2H4NHC2H4CN和(MeO)2CH3SiC3H6NHC2H4NHC2H4CN。低模量高延伸率高粘接强度有机硅密封材料的制备方法的步骤如下1)填料在100-120℃烘箱中干燥3-4个小时；2)将羟基封端的聚有机基硅氧烷和填料在行星混合机中，于真空密闭下混和2-3个小时，得到基础胶料；3)在基础胶料中加入扩链剂和交联剂，真空密闭下混和8-10分钟； 4)然后加入硅烷偶联剂和催化剂，混合8-10分钟，真空脱除气泡和反应中生成的部分低分子物质后，即得到储存稳定好的有机硅密封材料。本专利技术的优点是向组分中添加了价格便宜、原料来源广泛、储存稳定性好的酮肟基硅烷作为扩链剂，实现了低模量(100％定伸应力＜0.4MPa)、高延伸率(断裂伸长率＞800％)的特性；此外组分中还加入了新型的含氰基和仲氨基的硅烷偶联剂，大大缩短了其表干时间(由1天缩短到1小时)，显著提高了对基材的粘接强度(与基材粘接面相当牢固，拉伸试样破坏均为内聚破坏)。同时避免了本文
技术介绍
中提及的各种弊端烷氧基硅烷作为扩链剂，储存期短、粘接性不强、固化时间长；酰胺基硅烷作为扩链剂价格高、活性大、储存稳定性差；增塑剂调节模量，不参与硫化交联反应，易向密封材料表面迁移，使粘附力降低，密封失效，同时造成环境污染。低模量高延伸率高粘接强度室温硫化有机硅密封材料的制备方法采用分批加料的方式，即先将羟基封端的聚有机基硅氧烷和填料在真空密闭下混合均匀，然后加入扩链剂和交联剂，最后加入催化剂和硅烷偶联剂，提高了产品的储存稳定性。本专利技术具有优异的耐气候老化、耐高低温性能(在-50～200℃温度范围内保持良好的弹性)；对各种接缝具有良好的粘接性，粘接面不易脱落；良好的耐水性能，能有效阻止雨水从接缝浸入，避免地基软化和遭受侵蚀；优异的伸缩恢复性，断裂伸长率在800％以上，能承受混凝土板块之间水平或垂直方向极大的位移，以免密封胶长期受拉伸或剪切应力后开裂；无毒、无害，对环境无污染；单组分、室温硫化、施工方便、容易修补，大大降低了混凝土工程的长期维护成本。具体实施例方式通常实现有机硅密封材料低模量、高延伸率的方法有增大基胶的摩尔质量、加入增塑剂、使用半补强或非补强填料等。但使用高摩尔质量的基胶，由于其粘度大会给加工带来困难；加入增塑剂又会出现小分子向材料表面迁移的现象。本专利技术主要是通过向组分中添加一种具有可水解的双官能团酮肟基硅烷(扩链剂)，利用其扩链效应来改变网络拓扑结构达到降低交联点疏密程度及分布，从而实现低模量、高延伸率的目的。此外组分中还加入了新型的含氰基和仲氨基的硅烷偶联剂，大大缩短了其表干时间，显著提高了理学性能和对基材的粘接强度。本专利技术低模量高延伸率高粘接强度有机硅密封材料所用的聚有机硅氧烷主要是由端羟基聚二有机基硅氧烷单元(RR′SiO)n组成的。R、R′可以是相同或不同的单价烃基，或者是卤代单价烃基。单价的烃基是烷基，如甲基、乙基、丙基、正辛基；链烯基，如烯丙基和乙烯基；芳香基，如苯基或甲苯基；环烷基，如环己烷；芳烷基，如2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低模量高延伸率高粘接强度有机硅密封材料，其特征在于，按重量份计它的组分如下：（Ａ）聚有机基硅氧烷１００份，（Ｂ）填料５０－２００份，（Ｃ）扩链剂１－１０份，（Ｄ）交联固化剂２－１０份， （Ｅ）催化剂０．０５－２份，（Ｆ）硅烷偶联剂０．１－５份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑强，徐晓明，林薇薇，高传花，郑苏秦，陶小乐，
申请(专利权)人：浙江大学，杭州之江有机硅化工有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]