[发明专利]一种硅溶胶补强的水基有机硅弹性体及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于有机硅弹性体领域，具体涉及一种硅溶胶补强的水基有机硅弹性体及其制备方法与应用。

背景技术

聚硅氧烷是一类常用的化工产品，由于聚硅氧烷分子既含有无机结构，又含有有机基团，这种集无机物与有机物的特性于一身的分子特性，使得聚硅氧烷弹性体呈现出优异的润滑性、疏水性、良好的柔顺性、极佳的透气性、防潮和优异生理惰性等。在聚硅氧烷产品居主导地位的是聚二甲基硅氧烷（PDMS），特别是其室温硫化弹性体具有良好的弹性、耐高低温性能、耐候性能及化学稳定性,因在室温常压下即固化而成弹性体而使用方便，已作为胶黏剂和密封剂在建筑、电子电气、机械、汽车等领域获得广泛应用。

但是，传统型的室温硫化硅弹性体存在以下缺点：接触硅橡胶的手及器具难以用水清洗；难以按给定形状进行处理和放置；不能涂漆；不粘附湿基材；在使用过程中有时会放出难闻气味，因而限制了它在某些领域的应用。20世纪80年代，美国、日本、德国等国的有机硅公司相继开发了水基硅弹性体及水基硅弹性体微粉。水基硅弹性体的性能既可与传统的RTV硅弹性体相媲美，又克服了传统RTV硅弹性体的缺点，其本质是由有机硅乳液经交联、干燥而得，因此具有良好的流动性，且乳液的固含量可根据需要调整，可作为防水涂料、织物涂层、胶粘剂、腻子、密封剂使用，因此被认为是RTV硅橡胶的发展或者革新。再者，聚硅氧烷弹性体的机械性能较差，常需加入二氧化硅（SiO₂）、沸石、聚倍半硅氧烷、碳纳米管、白炭黑等填料进行补强。气相法二氧化硅常被用作非水基PDMS的补强填料；而对于水基聚硅氧烷，因其界面相容性差、黏度上升较快、添加量小而难以应用。

发明内容

为了解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种硅溶胶补强的水基有机硅弹性体的制备方法。

本发明另一目的在于提供一种由上述制备方法制备而成的硅溶胶补强的水基有机硅弹性体。

本发明的再一目的在于提供上述硅溶胶补强的水基有机硅弹性体在防水涂料、织物涂层、胶粘剂、腻子、密封剂中的应用。该硅溶胶补强的水基有机硅弹性体具有易成膜、易涂覆，机械强度优异等优点。

本发明目的通过下述技术方案实现：

一种硅溶胶补强的水基有机硅弹性体的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将2～4质量份的复合表面活性剂和0.5～1.5质量份的催化剂溶于水中，加入30质量份的有机硅氧烷单体得到混合物料，将该混合物料经过剪切乳化，高压均质后在60～70℃下恒温反应5～7h，得到线性聚硅氧烷乳液；

（2）将步骤（1）的线性聚硅氧烷乳液降温至55～60℃，加入0.5～1.5质量份的硅溶胶和1.5～2.5质量份的交联剂，在50～60℃下继续反应2～4h，即得到有机硅弹性体乳液；

（3）将步骤（2）得到的有机硅弹性体乳液涂覆于基材上干燥成型，得到水基有机硅弹性体。

步骤（1）中所述水的用量可以调节有机硅凝胶乳液的粘度和固含量，当所用水的量为62～67质量份时乳液粘度和固含量较适中，具有较好的流动性和干燥成型时间。

步骤（1）中所述剪切乳化和高压均质的目的是使有机硅氧烷单体在乳化剂的作用下分散均匀并使乳液达到一定的储藏稳定性。当剪切速率为800～10000转/分钟，剪切乳化时间为10分钟，均质压力为20～40MPa时，能得到较好的线性聚硅氧烷乳液。