[发明专利]硅橡胶增粘剂、由其制备的液态双组份加成型硅橡胶及其应用

说明书

本发明公开了硅橡胶增粘剂、由其制备的液态双组份加成型硅橡胶及其应用。本发明将已二醇二丙烯酸酯和烯丙基缩水甘油醚在铂金催化剂的作用下与含氢环硅氧烷进行硅氢加成反应，将环氧基和丙烯酸酯基连接到环硅氧烷上得到加成型硅橡胶增粘剂；将所制备的加成型硅橡胶增粘剂加入到双组份加成型硅橡胶中，经硫化后可同时对多种金属(如铝合金、不锈钢)和非金属料材(如PC、PBT)具有良好黏接性，室温剪切强度可达1.7MPa，对铝材、不锈钢、玻璃、PC和PBT粘接时均能达到100％的内聚破坏；并且在硫化过程中没有挥发物，应用在LED灯上不影响LED灯的光通量。

技术领域

本发明涉及硅橡胶增粘剂，尤其双组份加成型硅橡胶增粘剂以及由其制备的液态双组份加成型硅橡胶，本发明进一步涉及它们在粘接金属和非金属材料中的应用，属于硅橡胶增粘剂领域。

背景技术

硅橡胶是以线形聚有机硅氧烷为基础聚合物，加入交联剂，补强填料及其他配合剂，经混合、硫化，形成的弹性体，已在密封、粘接、填充、道热等行业广泛使用。例如，目前用于LED灯具灯上球泡和灯头粘接的硅橡胶主要是单、双组分包装的缩合型单组份硅橡胶。缩合型单组份硅橡胶在使用时具有不用配胶，施胶较方便等特点，然而也存在着一些缺点，如固化须有一定的湿气环境；固化过程中常有小分子挥发物释放出来；表干虽较快，但深层硫化很慢，导致施胶后需要较长时间进行固化才能在两被粘材料之间(例如球泡和灯头)之间形成一定的黏接力；即使提高固化温度也不能明显缩短固化时间，不利于提高LED灯具组合的生产效率。液态加成型双组份硅橡胶在使用前需进行配胶，虽然室温下固化比较慢，但在加热的条件下可以很快固化，而且是表层和内部均可同时固化且没有小分子挥发物释出。但是，普通的双组份加成型硅橡胶由于主链的带的侧基没有利于粘接的极性基团，故将其用于极性材料胶接(如LED灯具的球泡和灯头粘接)时，存在黏接力很差等问题。LED灯球泡的制造材料以PC和玻璃为主，灯头则多是由铝合金和PBT塑料制成。普通液态加成型硅橡胶对这几种基材几乎没有黏附能力，需要引入适当的含极性基团的增粘剂才能对这几种基材有一定的黏接力；而且增粘剂只有在固化时向基材表面迁移，并与基材表面的极性基团耦合才能起到粘接作用，因此增粘剂的分子量须适中不能太大，分子量太大迁移困难，粘接能力受限。

已有的液态双组份加成型硅橡胶增粘剂的合成，多是通过缩合反应或硅氢加成反应将利于粘接的极性基团结合到不同类型的硅酮结构分子上；有利于粘接的极性基团有环氧基、丙烯酸酯基等。可以通过缩合反应或硅氢加成反应结合上利于粘接基团的硅酮化合物主要有：含氢聚有机硅氧烷、端羟基含氢聚有机硅氧烷、端羟基乙烯基聚有机硅氧烷和含氢环硅氧烷等。缩合反应合成的增粘剂主要是以端羟基含氢聚有机硅氧烷或端羟基乙烯基聚有机硅氧烷的端羟基，在钛酸酯催化剂或有机锡催化剂的催化下与含有环氧基或丙烯酸酯基的硅烷偶联剂如γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的反应得到。例如CN201210182747.4是通过一系列缩合反应把γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷结合到端羟基乙烯聚有机硅氧烷上；CN201510630830.7则是通过γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和端羟基含氢聚有机硅氧烷进行缩合反应制备得到增粘剂。这种通过缩合反应得到的增粘剂含有-Si-OCH₃或-Si-OC₂H₅结构，在有微量水存在的条件下增粘剂之间将发生缩合反应，使增粘剂的分子量增大甚至交联，粘接性能会有很大程度的下降。用这种增粘剂制备的双组份加成型硅橡胶须严格脱除水分，存储过程中也必须保持密封防止吸收空气中的水分，另外，由于甲氧基和乙氧基的存在，在固化时有小分子挥发物释出，可能在LED灯球泡上凝结，影响LED灯光通量。

另外，这种通过缩合反应得到的增粘剂使用的硅酮结构是较长的直链聚有机硅氧烷，与双组份橡胶的基础材料如端乙烯基聚有机硅氧烷和含氢聚有机硅氧烷结构相似易相互缠绕，在固化时限制了增粘剂向基材表面的迁移能力，因此粘接能力在一定程度受限。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种加成型硅橡胶增粘剂及其制备方法。