[发明专利]一种低模量高伸长率粘接性好的硅酮密封胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低模量高伸长率粘接性好的硅酮密封胶及其制备方法，包括如下重量份数的原料：α，ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷100份、纳米碳酸钙40~80份、重质碳酸钙30~70份、硅油5~10份、扩链剂3~8份、交联剂7~12份、偶联剂0.5~2份和催化剂0.1~1份。本发明主要利用了纳米碳酸钙和重质碳酸钙的特点和优势，并配合扩链剂、树脂复配和增塑剂的作用，制得的脱肟型硅酮密封胶具有低模量、高伸长率、良好的粘结性、贮存稳定性和流动性等优点，可满足市场的综合要求。

技术领域

本发明属于密封胶材料技术领域，具体是一种低模量高伸长率粘接性好的硅酮密封胶及其制备方法。

背景技术

硅酮密封胶，是一种具有耐氧化、耐宽广的高低温交变、耐寒、耐臭氧、优异的电绝缘性、生理惰性、耐烧灼、耐潮湿等优良性能的密封胶，广泛用于建筑行业、汽车、机械、电子电器行业和光伏发电行业。在建筑行业中，硅酮密封胶常被用于建筑填缝、大型混凝土设施伸缩缝、道路混凝土伸缩缝和建筑幕墙间接缝等伸缩接缝的密封。伸缩接缝是混凝土建筑的薄弱位置，长期受到热膨胀和收缩、干缩、建筑物沉降、风载荷、紫外照射和水侵蚀等荷载和环境因素的作用而易使胶体发生脱粘和断裂。所以硅酮密封胶应具有低模量、高伸长率、优异的弹性回复率、良好的粘结性等优异性能，才可承受长期的形变并保证伸缩接缝中的硅酮密封胶30年以上不失效。

模量是一种衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，材料发生一定弹性变形的应力也越大，发生弹性变形越小，而拉伸模量是一种常见的模量表现方式，用以衡量材料在拉伸时的弹性。参考《GB/T 22083-2008建筑胶粘剂分级和要求》可知，模量可分为高、低模量，低模量要求工字件100%拉伸模量≤0.4MPa。伸长率指的是当工字件拉伸至破坏时的长度相对于原始长度的倍率，而对于高伸长率，目前并无明确的定义。对于粘结性好，一般指当工字件拉伸至破坏时，其最大拉伸强度越大和基材粘结破坏面积越小，其粘结性越好。

目前，有关于低模量和高伸长率密封胶的专利文献报道很多，其实现方式主要有几个方面：（1）树脂方面：通过高黏度的树脂来提高密封胶的伸长率和降低模量，但树脂的黏度越高，其粘接性和流动性均会变差；（2）增塑剂方面：提高增塑剂用量，可降低密封胶模量和提高伸长率，但其固化性能和粘结性均会受到影响；（3）扩链剂方面：添加扩链剂可有助于降低模量和提高伸长率，但添加量过多同时会影响密封胶的表干固化性能；（4）助剂方面：通过交联剂或偶联剂的合理复配同样可以降低模量和提高伸长率。然而，在填料方面关于低模量高伸长率的报道基本没有。

近年来，碳酸钙已逐步替代白炭黑成为硅酮密封胶中最主要的填料，其可明显提高密封胶的各项性能和降低密封胶的成本。在硅酮密封胶领域中，重质碳酸钙和纳米碳酸钙是两种经常使用的碳酸钙。其中，对于重质碳酸钙，一般使用800~1500目的产品，仅起到增量和调节流动性的作用，但据研究，经过表面处理的更细的重钙碳酸钙具有降低密封胶模量和提高伸长率的作用；对于纳米碳酸钙，按表面处理剂、粒径大小和形貌规整程度等可分为不同的产品，例如，碳酸钙表面处理剂量越多，其模量降低和伸长率增加，但对粘结性和表干固化会有负面作用；碳酸钙粒径越小，其模量会增加，流动性也会变差；碳酸钙形貌越好，其补强效果越好。因此，从碳酸钙方面来着手实现密封胶的低模量和高伸长率是可行的。

专利CN 1618915 A公开了一种低模量硅酮密封胶及其制造方法，以α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为树脂，以碳酸钙、硅微粉和白炭黑等作填料，并添加扩链剂、交联剂、触变剂和甲苯二异氰酸酯等助剂制备低模量硅酮密封胶。该方法通过扩链剂降低密封胶的模量和提高伸长率，并借助甲苯二异氰酸酯提高对混凝土的粘结性能，但伸长率较低，含有的苯类和异氰酸酯类物质对人体有害。

专利CN 1775863 A公开了低模量高延伸率高粘接强度有机硅密封材料及制备方法，以聚有机硅氧烷为树脂，以活性碳酸钙为填料，并加入扩链剂、交联剂、偶联剂和催化剂制得密封胶。该方法通过以酮肟基硅烷为扩链剂实现低模量高伸长率的特性，通过含氰基和含氨基的偶联剂提高粘结性能，具有无毒、无害、贮存稳定性好的优点，但伸长率较低，表干时间较长。