[发明专利]硅烷化合物增强的聚硫密封胶

说明书

(一)技术领域

本发明属于密封胶技术领域，以提高聚硫密封胶的扯断强度、断裂伸长率和粘接强度等性能。

(二)背景技术

端巯基的低分子量液体聚硫橡胶，分子量一般为1000～5000，主要通过金属氧化物或是金属的氧化性盐固化，固化后的聚硫密封胶保持了固体聚硫橡胶的特性，其低温性能优异，耐水性好，耐紫外及耐候性优异，且特别耐油，工艺操作方便，主要作为密封材料使用。

文献(Usmani AM，Polym-Plast.Eng.，1982，19(2)：165)报道了提高聚硫密封胶的一些方法；利用分子量较高的聚硫橡胶，可提高聚硫橡胶的扯断强度、断裂伸长率，但粘合强度会下降，增加液体聚硫橡胶的交联度，可以提高聚硫橡胶固化物的扯断强度、杨氏模量和硬度，但断裂伸长率会下降。用强氧化剂固化液体聚硫橡胶，可得到较高的模量；使用填料能显著提高扯断强度和改善流变性能；以及利用酸的阻聚作用和碱的促进作用。

美国专利US4017554(1977)用松香酸与加热液体聚硫橡胶后产生羟基酯化，来增强聚硫密封胶。美国专利US4020218(1977)用含联环基团的硅烷偶联剂来提高聚硫密封胶的粘合性能。美国专利US4518767(1985)用含锌氧化物和催化剂来提高聚硫密封胶的力学性能。中国专利ZL200410041002.1(2004)用聚硫聚脲预聚体来提高聚硫密封胶的力学性能。

作为在航空、船舶、汽车以及电子行业广泛使用的聚硫密封胶，人们对其力学性能也不断的提出新要求。

(三)发明内容

本发明的目的是研制出具有高扯断强度、高扯断伸长率、粘接性能好等综合力学性能优异的聚硫密封胶，使其适应更广泛领域的应用需求。

本发明公开了一种硅烷化合物增强的聚硫密封胶，它由分子量500～10000的液体聚硫橡胶100重量份、二氧化锰6～12重量份、邻苯二甲酸二丁酯0～15重量份、滑石粉和炭黑和气相二氧化硅合计30～80重量份、硅烷化合物1～10份组成。

硅烷化合物由硅烷偶联剂A和硅烷偶联剂B反应得到，偶联剂的通式如下：

A：X(CH₂)_mSi(OR^a)₃

B：Y(CH₂)_nSi(OR^b)₃

m、n＝1～4，R^a、R^b为C₁-C₄烷基

X：胺基：-NHR，R是H或烷基或芳基，或巯基：-SH或羟基：-OH

Y：缩水甘油醚基：或3、4—环氧环己基：或异氰酸基—NCO或异硫氰酸基-NCS

本发明利用硅烷偶联剂A上的官能团X和硅烷偶联剂B上的官能团Y发生加成反应，形成如下结构的化合物，含有6个烷氧基：

(OR^a)₃Si(CH₂)_m—X’—Y’—(CH₂)_nSi(OR^b)₃

  式中：X’—Y’是官能团X和官能团Y反应后的化学结构

当X为伯氨基(-NH2)时，A和B反应形成如下结构的化合物，含有9个烷氧基：

式中：Y’是官能团Y和氨基上的H反应后的化学结构

硅烷化合物的制备：室温，搅拌的情况下，在计量的硅烷偶联剂A中加入计量的硅烷偶联剂B，加完后继续搅拌，反应6小时后，搅拌停止，放置2天后即可使用。

(四)具体实施方式

实施例1：

本实施例配方见表1，配制的聚硫密封胶室温固化7天后，力学性能测试结果见表2，其中配方1为背景配方(参考文献：Usmani AM，Polym-Plast.Eng.，1982，19(2)：165)。结果表明：本实施例聚硫橡胶配方2、3、4、5中加入少量的硅烷化合物A后，密封胶的力学性能提高50％以上。

硅烷化合物A的制备如下：室温下，将2.21kg(10mol)γ—氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)放入容器中，在搅拌的情况下加入4.72kg(20mol)γ—缩水甘油醚基三甲氧基硅烷(KH-560)，加完后继续搅拌，反应6h后，搅拌停止，放置2天后即可使用。

表1 背景技术和本发明具体实施例1配方(重量份)