硅氧烷改性类密封胶用底涂树脂及其配制的底涂组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种硅氧烷改性类密封胶用底涂树脂（PR）及其配制的底涂组合物（C）。其中，底涂树脂包括：烷氧基硅基改性聚合物（A）、烷氧基硅基改性环氧基树脂聚合物（B）、硅烷偶联剂（E）、以及可选的活性稀释剂（D）、硅氧烷封端聚合物（P）和其他任选组分（F）；由底涂树脂、溶剂（G）、催化剂（H）以及其他任选组分（J）制备得到底涂组合物（C）。该底涂组合物可用于预处理由硅烷改性类建筑密封胶接合密封的基材，施涂后遇潮气水解、交联，固化后具有优异的耐水解性和耐密封胶析出物的侵蚀性，可适用于市售的大部分硅烷改性类密封胶，并使得密封接缝能够长期耐受热水、热盐水或热碱水浸泡而不产生粘接失效。

【技术实现步骤摘要】
硅氧烷改性类密封胶用底涂树脂及其配制的底涂组合物
本专利技术涉及一种底涂剂，具体涉及一种硅氧烷改性类密封胶用底涂树脂及其配制的底涂组合物；属于材料

技术介绍
随着建筑工业化和装配式建筑的发展，预制混凝土板进行装配时，为了防止混凝土板的热胀冷缩的热位移和混凝土本身的干缩位移，在混凝土板之间必须留有适当尺寸的接缝，该接缝需要使用弹性密封胶嵌缝，而混凝土以及其它的多孔材料(如保温板等)的基材属于多孔、疏松、可渗透的，其表面在干燥状态下疏松脆性，吸水后则会变软。这种特殊的界面情况，对密封胶的弹性，粘接性以及粘接耐久性和耐候性提出了较高的要求。聚氨酯(PU)建筑密封胶和硅烷改性类(SMP)建筑密封胶被用于装配式建筑，但两种类型的密封胶对混凝土基材的浸润和粘接以及粘接耐久性都存在问题，特别是泡水粘接性都达不到要求。为了改善这一问题，需要刷涂底涂剂进行粘接界面的预处理，以对混凝土的多孔性粘接界面进行封孔，并在混凝土表面成膜，强化混凝土的脆弱界面，并阻隔混凝土吸水后产生的碱液对粘接界面的侵蚀，从而消除弱界面层。现有技术中的聚氨酯建筑密封胶用底涂剂一般以含异氰酸酯(-NCO)基的预聚体为主要反应性聚合物，该底涂剂的聚合物遇空气中水分进行交联成膜，并释放出CO2，但是该体系至少存在以下3个问题：1.–NCO具有毒性；2.–NCO活性较高，储存稳定性差；3.–NCO对水分敏感，因而对混凝土含水率以及施工的环境温湿度要求很高。现有技术中的的硅烷改性类(SMP)建筑密封胶底涂技术中，多使用聚氨酯的底涂、硅树脂底涂、硅烷改性聚醚、硅烷改性聚醚型聚氨酯或者硅烷改性聚酯型聚氨酯为主要反应性聚合物的体系。另外，目前的底涂剂还存在如下问题：聚氨酯底涂剂与硅烷改性类(SMP)建筑密封胶的粘接相容性差；硅树脂体系底涂缺少活性的反应点，与硅烷改性类(SMP)建筑密封胶的粘接相容性差；硅烷改性聚醚或者硅烷改性聚醚型聚氨酯或者硅烷改性聚酯型聚氨酯为主要反应性聚合物的体系，与硅烷改性类(SMP)建筑密封胶的粘接相容性比较好，但其耐水解性，特别是在碱性环境下的耐腐蚀性较差，粘接耐久性不足；而且，传统的建筑密封胶用底涂剂为单组份配方，将反应性物质、催化剂、添加剂等全部溶解于溶剂中，由于底涂体系的高反应活性，存在储存稳定性等问题。我们知道，混凝土的型号多种多样，孔隙率、渗透性、强度等各不相同，由于底涂的反应体系也是基于空气或者界面吸附的湿气进行固化交联的，环境的温度和湿度变化、季节的变化等都对底涂的固含量和成膜时间有不同的需求，传统的底涂剂很难根据现场的工况和粘接基材的不同进行调整，因而建筑密封胶的粘接可靠性和耐久性很难得到保证。外墙接缝，特别是装配式外墙接缝进行防水密封，普遍使用硅烷改性聚合物(SMP)类低模量的密封胶，接缝在夏季阳光直射，当雨季有积水时，容易产生接缝和密封胶长期热水(高达50-60℃)浸泡的情况，现有的底涂很难达到这个要求，在实验室的测试过程中，使用标准水泥块进行常温粘接、泡常温水后粘接和泡热水后粘接(50℃和70℃)的实验，很多情况都过不了热水浸泡后粘接的测试，基本都呈粘接破坏(AF)。因此，期望得到一种可根据施工现场的工况和基材情况，灵活调整底涂剂的固含量和固化时间，并具有优异的耐水性、特别是能在热水长期浸泡后密封胶具有优异粘接性的底涂剂产品。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种硅氧烷改性类密封胶用底涂树脂(PR)及其配制的底涂组合物(C)，而且也可以根据需要制备具有高稳定性的现配型底涂剂，即底涂剂中的浓缩液组合物(PR)和稀释剂组合物(PB)分开存放、在现场使用前或出货前进行混合，能够大大提高产品的储存稳定性，并可根据施工现场灵活调整底涂剂中的固含量和固化时间，确保粘接和密封的可靠性。施用底涂以后的水泥接缝经硅氧烷改性类密封胶进行密封，在长期热水浸泡、长期热碱水浸泡后不会产生粘接破坏，使得在特殊自然环境下的外墙密封防水得到保证。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：本专利技术首先公开了一种硅氧烷改性类密封胶用底涂树脂(PR)，该底涂树脂(PR)包含组分A、B、D、P、E及F，其中：组分A为：100质量份具有式I结构的烷氧基硅基改性聚合物P1-{L1-[C(＝O)-L2]z-(CR12)a-Si(OR2)bR3(3-b)}cI其中：-P1独立的代表为数均分子量为500至30000g/mol的c价聚合物主链部分，具有一定的疏水性且具有高耐水性的主链，优选为聚醚、聚酯或聚烯烃主链。-R1在每次出现时可以是相同的也可以是不同的，并且代表氢原子或单价的1至10个碳原子的直链或者支链的烃基或者是7至15个碳原子的芳香族取代烷烃或者为6至14个碳原子的芳香烃基团；优选为氢原子。-R2在每次出现时可以是相同或者不同的，代表单价的1至4个碳原子的烃基部分；优选为甲基或乙基，特别优选为甲基。-R3在每次出现时可以是相同或者不同的，代表单价的1至20个碳原子的烃基部分；优选为甲基、乙基、丁基或辛基。-L1和L2在每次出现时独立的代表二价的如下基团：氧(-O-)、硫(-S-)或胺类(-NR99-)，其中，R99是氢，或具有1至10个碳原子的直链或者支链的一价烃基基团，或3-20个碳原子的含脂肪环或取代基为脂肪环的烃基，或6至20个碳原子的单价芳香烃基团或取代基含芳香族基团的单价烃基基团，或含有至少一个酯能团的烷基，或-(CR12)a-Si(OR2)bR3(3-b)，R99优选为氢原子、丁基、环己基、苯基、辛基或-(CR12)a-Si(OR2)bR3(3-b)；-z为0或1；L1、L2和z满足条件：当L1是二价的氧(-O-)或硫(-S-)时，那么L2是胺类(-NR99-)；当L2为二价氧(-O-)或硫(-S-)时，那么L1为二价胺(-NR99-)；且当z＝0时，那么L1只能是二价氧(-O-)；-a在每次出现时可以是相同或者不同的，为1至10的整数；优选为1或3；-b在每次出现时可以是相同或者不同的，为1或2或3；优选为2或3；且当a＝1时，优选b＝2，R3优选为甲基，当a＝3时，优选b＝3；-c≥1，是指P1中与-[(CR12)a-Si(OR2)bR3(3-b)]发生键合的基团的平均官能度，可以为整数也可以为小数。组分B为：30至250质量份烷氧基硅基改性环氧基树脂聚合物；组分E为：1至80质量份的硅烷偶联剂，其中至少含1质量份的包含式IV单元结构的含氮的硅烷偶联剂，ZiSiR9j(OR10)kO(4-i-k-j)/2IV该含氮的硅烷偶联剂可以单独使用或者和含其他官能团的硅烷偶联剂配合使用，所述其他官能团包括：巯基、甲基丙烯酸酯基、脲基、氨基甲酸酯、碳酸酯基团或环氧基团；其中：-R9在每次出现时可以是相同或者不同的，代表一价的通过Si-C键合的不含有N原子的有机部分；-R10在每次出现时可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅氧烷改性类密封胶用底涂树脂(PR)，其特征在于，所述的底涂树脂(PR)包含组分A、B、D、P、E及F，其中：/n组分A为：100质量份具有式I结构的烷氧基硅基改性聚合物/nP

【技术特征摘要】
1.一种硅氧烷改性类密封胶用底涂树脂(PR)，其特征在于，所述的底涂树脂(PR)包含组分A、B、D、P、E及F，其中：
组分A为：100质量份具有式I结构的烷氧基硅基改性聚合物
P1-{L1-[C(＝O)-L2]z-(CR12)a-Si(OR2)bR3(3-b)}c
I
其中：
-P1独立的代表为数均分子量为500至30000g/mol的c价聚合物主链部分；
-R1在每次出现时可以是相同的也可以是不同的，并且代表氢原子或单价的1至10个碳原子的直链或者支链的烃基，或者是7至15个碳原子的芳香族取代烷烃，或者是6至14个碳原子的芳香烃基团；
-R2在每次出现时可以是相同或者不同的，代表单价的1至4个碳原子的烃基部分；
-R3在每次出现时可以是相同或者不同的，代表单价的1至20个碳原子的烃基部分；
-L1和L2在每次出现时独立的代表二价的如下基团：氧(-O-)、硫(-S-)或胺类(-NR99-)，其中，R99是氢，或具有1至10个碳原子的直链或者支链的一价烃基基团，或3-20个碳原子的含脂肪环或取代基为脂肪环的烃基，或6至20个碳原子的单价芳香烃基团或取代基含芳香族基团的单价烃基基团，或含有至少一个酯能团的烷基，或-(CR12)a-Si(OR2)bR3(3-b)；
-z为0或1；L1、L2和z满足条件：当L1是二价的氧(-O-)或硫(-S-)时，那么L2是胺类(-NR99-)，当L2为二价氧(-O-)或硫(-S-)时，那么L1为二价胺(-NR99-)；或者L1与L2均为二价胺(-NR99-)，其中R99每次出现时是独立的，可以是相同或者不同的；且当z＝0时，那么L1是二价氧(-O-)；
-a在每次出现时可以是相同或者不同的，为1至10的整数；
-b在每次出现时可以是相同或者不同的，为1或2或3；
-c≥1，是指P1中与-[(CR12)a-Si(OR2)bR3(3-b)]发生键合的基团的平均官能度，可以为整数也可以为小数；
组分B为：30至250质量份烷氧基硅基改性环氧基树脂聚合物；
组分E为：1至80质量份的硅烷偶联剂，
其中至少含1质量份的包含式IV单元结构的含氮的硅烷偶联剂：
ZiSiR9j(OR10)kO(4-i-k-j)/2
IV
该含氮的硅烷偶联剂可以单独使用或者和含其他官能团的硅烷偶联剂配合使用，所述其他官能团包括：巯基、甲基丙烯酸酯基、脲基、氨基甲酸酯、异氰酸酯基团、酸酐基团或环氧基团；
其中：
-R9在每次出现时可以是相同或者不同的，代表一价的通过Si-C键合的不含有N原子的有机部分；
-R10在每次出现时可以是相同或者不同的，代表氢原子或者一价的1至4个碳原子的烃基基团；
-Z在每次出现时可以是相同或者不同的，代表具有至少一个不与羰基基团(-C(＝O)-)键合的含氮原子的一价，并以Si-C键合的部分；
-i为0、1、2、3或4；
-j为0、1、2或3；
-k为1、2或3；
-i+j+k≤4，并且每分子至少存在一个Z部分；
组分D为：0至300质量份的具有式II结构的活性稀释剂：
R4-[Si(OR5)dR6(3-d)]e
II
其中：
-R4选自含有3至20个碳原子的单价或二价烷基或烯基以及其异构体，碳原子通过Si-C键与硅氧烷键合；
-R5在每次出现时可以是相同或者不同的，代表单价的1至4个碳原子的烃基部分；
-R6在每次出现时可以是相同或者不同的，代表单价的1至20个碳原子的烃基部分；
-d在每次出现时可以是相同或者不同的，为1或2或3；
-e为1，2，是指R4中与-[Si(OR5)dR6(3-d)]发生键合的基团的官能度；
组分P为：0至100质量份的具有式III结构的硅氧烷封端聚合物
P2-[(CH2)f-Si(OR7)gR8(3-g)]h
III
其中：
-P2代表经由碳、氮、氧或者硫原子连接的i价聚合物主链部分，为聚氧化丙烯基醚部分或片段或由聚氧化丙烯基醚制备的聚氨酯部分或片段；
-R7在每次出现时可以是相同或者不同的，代表单价的1至4个碳原子的烃基部分；
-R8在每次出现时可以是相同或者不同的，代表单价的1至20个碳原子的烃基部分；
-f在每次出现时可以是相同或者不同的，为1至10的整数；
-g在每次出现时可以是相同或者不同的，为1或2或3；
-h≥1，是指P2中与(CH2)f-Si(OR7)gR8(3-g)发生键合的基团的平均官能度，可以为整数也可以为小数；
组分F为：任选的以下其他组分，可以在底涂树脂(PR)中添加或者在稀释剂组合物(PB)中添加，或者在底涂树脂(PR)和稀释剂组合物(PB)中均添加：
a)0-20质量份作为除水稳定剂的硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、正硅酸酯类或他们的部分水解的硅烷偶联剂低聚物；
b)0至100质量份的具有下式V单元结构的有机硅树脂，
R11l(R12O)mR13nSiO(4-l-m-n)/2
V
其中：
-R11在每次出现时可以是相同或者不同的，且是氢原子或者单价的、由Si-C键合的脂肪族烃基；或者二价的、桥接两个式Ⅸ单元的脂肪族烃基；
-R12在每次出现时可以是相同或者不同的，且是氢原子或者单价的1至4个碳原子烷烃基基团；
-R13在每次出现时可以是相同或者不同的，且是一价的、由Si-C键合的芳香烃基团；
-l为0、1、2或3；
-m为0、1、2或3，t在每次出现时可以是相同或者不同的，且t不全为0；
-n为0、1或2；
-l+m+n≤3；
-0至10质量份的光稳定剂、抗氧剂及UV吸收剂，
-0至50质量份份的颜料或者荧光显色剂，
-0至10质量防霉剂、杀菌剂。


2.由权利要求1所述的硅氧烷改性类密封胶用底涂树脂(PR)配制的底涂组合物(C)，其特征在于，包含以下组分：
硅氧烷改性类密封胶用底涂树脂(PR)：将上述的组分A、B、D、E、P和/或F在氮气保护下混合均匀即得到硅氧烷改性类密封胶用底涂树脂(PR)，质量份为100份；
组分G：溶剂，可选酯类、烃类、酮类、醇类低沸点溶剂，所选溶剂对底涂组合物(C)的各组分为反应惰性的，溶剂的添加量满足条件：m(G)/m(C)的范围为0至0.95，其中m(G)指底涂组合物中溶剂G的质量，m(C)指底涂组合物的总质量；
组分H：0.01至50份的催化剂，以促进硅氧烷水解交联；
组分J：0至50质量份的硅烷偶联剂，作为除水稳定剂和粘接促进剂，选自环氧基团偶联剂、乙烯基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷，或者其部分水解的低聚物硅烷偶联剂中的一种或多种；
溶剂G、催化剂H和任选其他组分J合称为稀释剂组合物(PB)。


3.如权利要求2所述的底涂组合物(C)的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、称量硅氧烷改性类密封胶用底涂树脂(PR)；
S2、将硅氧烷改性类密封胶用底涂树脂(PR)与溶剂(G)混合均匀；
S3、将催化剂(H)和可选的硅烷偶联剂(J)加入并搅拌均匀；可选的硅烷偶联剂(J)可选择在催化剂(H)加入之前或者同催化剂(H)一起加入并混合均匀。


4.如权利要求2所述的底涂组合物(C)的制备工艺，其特征在于，该底涂组合物(C)为现配型高储存稳定型底涂组合物，制备工艺为：将底涂树脂(PR)作为浓缩液组合物，将溶剂G、催化剂H和任选其他组分J作为稀释剂组合物(PB)；将PR和PB单独包装并保存，在出货前或施工现场使用时，对PR和PB再混合，即可制得底涂剂组合物C；制备该现配型高稳定性底涂组合物时，具有式IV结构的含氮的硅烷偶联剂，可以添加在底涂树脂(PR)或稀释剂组合物(PB)中，或者PR和PB中均添加。


5.根据权利要求1所述的一种硅氧烷改性类密封胶用底涂树脂(PR)，其特征在于，所述的烷氧基改性聚合物(A)源于多元醇反应物或者多元醇反应物的组合物，所选多元醇任选的包含选自氨基甲酸酯基团、硫代氨基甲酸酯基团、脲基团、缩二脲基团、酯基团、硫酯基团、醚基团、硫醚基团、聚共轭烯烃、聚烯烃或酰胺基团的至少一个有机官能团；所述的烷氧基改性聚合物(A)的制备方法为：多元醇反应物(i)和/或由多元醇反应物(i)与多异氰酸酯反应物(ii)反应得到的羟基封端的聚氨酯(iii)与具有式VI结构的含异氰酸酯的烷氧基硅烷的反应得到烷氧基改性聚合物(A)，或者由多元醇反...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄从江，
申请(专利权)人：娄从江，
类型：发明
国别省市：上海;31