一种改性硅酮弹性密封胶及其制备方法

摘要

本发明公开了一种改性硅酮弹性密封胶及其制备方法，包括以下重量份的组分：100份的基料，3-4份的色料，3-4份的交联剂，0.1-1份的偶联剂，0.1-2份的催化剂，其中基料由以下重量份的原料组成：100份的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，20-40份的3#白油，150-250份的活性碳酸钙，20-50份的丙烯酸酯系橡胶溶液；所述丙烯酸酯系橡胶溶液由1:1的丙烯酸酯系橡胶和3#白油混合而成；丙烯酸酯系橡胶由25份丙烯腈、75份丙烯酸丁酯、0.1份甲基丙烯酸羟乙酯、0.5份引发剂、1份乳化剂和25份水通过半连续乳液聚合工艺合成。本发明的优点在于：制成的密封胶耐候性优良，抗污性强，光泽度好。

权利要求

1.一种改性硅酮弹性密封胶，其特征在于，密封胶原料包括以下重量份的组分：

100份的基料，

3-4份的色料，

3-4份的交联剂，

0.1-1份的偶联剂，

0.1-2份的催化剂，

其中基料由以下重量份的原料组成：

100份的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，

20-40份的3#白油，

150-250份的活性碳酸钙，

20-50份的丙烯酸酯系橡胶溶液；

所述丙烯酸酯系橡胶溶液由1:1的丙烯酸酯系橡胶和3#白油加热混合而成，丙烯酸酯系橡胶由25份丙烯腈、75份丙烯酸丁酯、0.1份甲基丙烯酸羟乙酯、0.5份引发剂、1份乳化剂和25份水通过半连续乳液聚合工艺合成，预聚合乳液体积为5％；

交联剂选自甲基三丁酮肟基硅烷、甲基三甲氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三丁酮肟基硅烷中的一种或几种，偶联剂选自γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种，催化剂选自钛络合物、二月桂酸二丁基锡、二丁基二醋酸锡中的一种或几种，引发剂为过硫酸钾，乳化剂为十二烷基硫酸钠。

2.一种如权利要求1所述的改性硅酮弹性密封胶的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：A、选取25份丙烯腈、75份丙烯酸丁酯、0.1份甲基丙烯酸羟乙酯、0.5份引发剂、1份乳化剂和25份水通过半连续乳液聚合合成丙烯酸酯系橡胶，合成完成后减压蒸馏脱水，将脱水后的丙烯酸酯系橡胶按1:1比例溶解在3#白油中，制成丙烯酸酯系橡胶溶液；

B、将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，3#白油20-40份及活性碳酸钙150-250份，丙烯酸酯系橡胶溶液20-50份，投入捏合机，120℃脱水捏合均匀，捏合时抽真空至-0.09MPa，脱水捏合2-3h后得基料；

C、将上述基料100份投入到行星机料缸当中，加入色料3-4份，在真空为-0.09MPa的条件下脱泡搅拌均匀，同时开启循环冷却水；

D、通氮气解除真空，加入交联剂3-4份，搅拌均匀，搅拌过程中保持真空为-0.09MPa；

通氮气解除真空，加入偶联剂0.1-1份，搅拌过程中保持真空为-0.09MPa；通氮气解除真空，加入催化剂0.1-2份，搅拌过程中保持真空为-0.09MPa；停冷却水，搅拌完成后得硅酮密封胶。

3.根据权利要求2所述的一种改性硅酮弹性密封胶的制备方法，其特征在于：在步骤A中，半连续乳液聚合温度控制为85℃。

说明书

一种改性硅酮弹性密封胶及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种弹性密封胶，特别涉及一种改性硅酮弹性密封胶。

背景技术

[0002] 聚硅氧烷的Si-O-Si键结构给予了硅酮密封胶优异的耐候、耐老化性能，另外聚二甲基硅氧烷可透过可见光和紫外线，具有优良的耐臭氧、耐电晕放电、抗氧原子和抗氧等离子体特征。所以硅酮密封胶可长时间暴露于室外，使用寿命极长，这些独特的优势使其在密封胶领域使用十分广泛。

[0003] 但在实际使用中，为了获得更多样性的机械性能以及较低的成本，常常会在硅酮密封胶中添加一些填充性填料、增塑剂等，包括碳酸钙和硅酸盐的不同种类补强填料等等，虽然这些填料和增塑剂的添加会有效的增强密封胶的拉伸、撕裂强度以及伸长率等，但是不好的一面也会导致其耐候性等有着较大的下降，这是因为，其一，填料的加入大大降低了硅酮密封胶胶的Si-O-Si键的分布密度；其二，由于以上这些填料普遍遮光性较好，所以其透光性也会受了很大的影响；其三，添加这些填料之后，亲水亲油性有所改变，密封胶在外在因素的影响下，更容易吸取灰尘、油污、污垢等，导致其外观下降，影响其使用效果；最后，增塑剂也非常容易吸污，影响外观，另外其分子较小，易转移易流失，影响密封胶的持久机械性能。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种耐候性和抗污性优良的改性硅酮弹性密封胶。

[0005] 本发明的另一目的是提供一种改性硅酮弹性密封胶的制备方法。

[0006] 本发明的技术解决方案是：一种改性硅酮弹性密封胶，密封胶原料包括以下重量份的组分：100份的基料，3-4份的色料，3-4份的交联剂，0.1-1份的偶联剂，0.1-2份的催化剂，其中基料由以下重量份的原料组成：100份的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，20-40份的3#白油，150-250份的活性碳酸钙，20-50份的丙烯酸酯系橡胶溶液；所述丙烯酸酯系橡胶溶液由1:1的丙烯酸酯系橡胶和3#白油混合而成；丙烯酸酯系橡胶由25份丙烯腈、75份丙烯酸丁酯、0.1份甲基丙烯酸羟乙酯、0.5份引发剂、1份乳化剂和25份水通过半连续乳液聚合工艺合成；交联剂选自甲基三丁酮肟基硅烷、甲基三甲氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三丁酮肟基硅烷中的一种或几种，偶联剂选自 -(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、 -(2，3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、 -氨丙基三乙氧基硅烷、 -氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-氨乙基- -氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-氨乙基--氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种，催化剂选自钛络合物、二月桂酸二丁基锡、二丁基二醋酸锡中的一种或几种，引发剂为过硫酸钾，乳化剂为十二烷基硫酸钠。

[0007] 丙烯酸酯系橡胶分子链较大，脱水后粘稠，通过溶解稀释后加工操作性比较好，分散性更好。丙烯酸酯系大分子链聚合物本身不仅具有比较优异的耐候性、耐油性以及较好的光泽度，而且其大分子链会赋予优良的延伸性、粘接适用性等等，另外丙烯酸酯亲水性较好，有利于体系固化以及浸润粘接等。

[0008] 一种改性硅酮弹性密封胶的制备方法，它包括以下步骤：

[0009] A、选取25份丙烯腈、75份丙烯酸丁酯、0.1份甲基丙烯酸羟乙酯、0.5份引发剂、1份乳化剂和25份水通过半连续乳液聚合合成丙烯酸酯系橡胶，减压蒸馏脱水后，将合成后的丙烯酸酯系橡胶按1:1比例溶解在3#白油中，制成丙烯酸酯系橡胶溶液；

[0010] B、将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，3#白油20-40份及活性碳酸钙150-250份，丙烯酸酯系橡胶溶液20-50份，投入捏合机，120℃脱水捏合均匀，捏合时抽真空至-0.09MPa，脱水捏合2-3h后得基料；

[0011] C、将上述基料100份投入到行星机料缸当中，加入色料3-4份，在真空为-0.09MPa的条件下脱泡搅拌均匀，同时开启循环冷却水；

[0012] D、通氮气解除真空，加入交联剂3-4份，搅拌均匀，搅拌过程中保持真空为-0.09MPa；通氮气解除真空，加入偶联剂0.1-1份，搅拌过程中保持真空为-0.09MPa；通氮气解除真空，加入催化剂0.1-2份，搅拌过程中保持真空为-0.09MPa；停冷却水，搅拌完成后得硅酮密封胶。

[0013] 在步骤A中，半连续乳液聚合温度控制为85℃，预聚合乳液为5％。更容易获得分子量分布较窄以及分子链较大的丙烯酸聚合物。

[0014] 本发明的优点在于：制成的密封胶耐候性优良，抗污性强，光泽度好。

具体实施方式

[0015] 实施例1：

[0016] 一种改性硅酮弹性密封胶的制备方法，包括以下步骤：

[0017] (1)选取25份丙烯腈、75份丙烯酸丁酯、0.1份甲基丙烯酸羟乙酯、0.5份引发剂、1份乳化剂和25份水通过半连续乳液聚合合成丙烯酸酯系橡胶，聚合温度控制在85℃，聚合过程使用循环冷却水，将合成后的丙烯酸酯系橡胶，脱水后按1：1比例溶解在3#白油中，制成丙烯酸酯系橡胶溶液。

[0018] (2)将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，3#白油40份及活性碳酸钙240份，丙烯酸酯系橡胶溶液20份，投入捏合机，120℃脱水捏合均匀，捏合时抽真空至-0.09MPa，脱水捏合2h得基料。

[0019] (3)将上述基料100份投入到搅拌机料缸当中，加入色料3份，在真空为-0.09MPa的条件下脱泡搅拌均匀，同时开启24℃循环冷却水。

[0020] (4)通氮气解除真空，加入甲基三丁酮肟基硅烷4份，搅拌均匀，搅拌过程中保持真空为-0.09MPa；通氮气解除真空，加入偶联剂 -氨丙基三乙氧基硅烷1份，搅拌过程中保持真空为-0.09MPa；通氮气解除真空，加入催化剂二月桂酸二丁基锡0.1份，搅拌过程中保持真空为-0.09MPa；停冷却水，搅拌完成后得硅酮密封胶。

[0021] 实施例2：

[0022] 一种改性硅酮弹性密封胶的制备方法，包括以下步骤：

[0023] (1)选取25份丙烯腈、75份丙烯酸丁酯、0.1份甲基丙烯酸羟乙酯、0.5份引发剂、1份乳化剂和25份水通过半连续乳液聚合合成丙烯酸酯系橡胶，聚合温度控制在85℃，聚合过程使用循环冷却水，将合成后的丙烯酸酯系橡胶脱水后按1：1比例溶解在3#白油中，制成丙烯酸酯系橡胶溶液。

[0024] (2)将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，3#白油20份及活性碳酸钙170份，丙烯酸酯系橡胶溶液50份，投入捏合机，120℃脱水捏合均匀，捏合时抽真空至-0.09MPa，脱水捏合3h得基料。

[0025] (3)将上述基料100份投入到搅拌机料缸当中，加入色料4份，在真空为-0.09MPa的条件下脱泡搅拌均匀，同时开启24℃循环冷却水。

[0026] (4)通氮气解除真空，加入甲基三甲氧基硅烷4份，搅拌均匀，搅拌过程中保持真空为-0.09MPa；通氮气解除真空，加入偶联剂 -氨丙基三乙氧基硅烷0.5份，搅拌过程中保持真空为-0.09MPa；通氮气解除真空，加入催化剂钛络合物2份，搅拌过程中保持真空为-0.09MPa；停冷却水，搅拌完成后得硅酮密封胶。

[0027] 实施例3：

[0028] 一种改性硅酮弹性密封胶的制备方法，包括以下步骤：

[0029] (1)选取25份丙烯腈、75份丙烯酸丁酯、0.1份甲基丙烯酸羟乙酯、0.5份引发剂、1份乳化剂和25份水通过半连续乳液聚合合成丙烯酸酯系橡胶，聚合温度控制在85℃，聚合过程使用循环冷却水，将合成后的丙烯酸酯系橡胶脱水后按1：1比例溶解在3#白油中，制成丙烯酸酯系橡胶溶液。

[0030] (2)将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，3#白油30份及活性碳酸钙200份，丙烯酸酯系橡胶溶液40份，投入捏合机，120℃脱水捏合均匀，捏合同时抽真空至-0.09MPa，脱水捏合3h得基料。

[0031] (3)将上述基料100份投入到搅拌机料缸当中，加入色料3份，在真空为-0.09MPa的条件下脱泡搅拌均匀，同时开启24℃循环冷却水。

[0032] (4)通氮气解除真空，加入甲基三甲氧基硅烷3份，搅拌均匀，搅拌过程中保持真空为-0.09MPa；通氮气解除真空，加入偶联剂 -氨丙基三乙氧基硅烷0.3份，搅拌过程中保持真空为-0.09MPa；通氮气解除真空，加入催化剂钛络合物1和二月桂酸二丁基锡0.05份，搅拌过程中保持真空为-0.09MPa；停冷却水，搅拌完成后得硅酮密封胶。

[0033] 对比例：

[0034] 一种硅酮密封胶的制备方法，包括以下步骤：

[0035] (1)将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，3#白油50份及活性碳酸钙220份，投入捏合机，120℃脱水捏合均匀，捏合同时抽真空至-0.09MPa，脱水捏合3h得基料。

[0036] (2)将上述基料100份投入到搅拌机料缸当中，加入色料3份，在真空为-0.09MPa的条件下脱泡搅拌均匀，同时开启24℃循环冷却水。

[0037] (3)通氮气解除真空，加入甲基三甲氧基硅烷3份，搅拌均匀，搅拌过程中保持真空为-0.09MPa；通氮气解除真空，加入偶联剂 -氨丙基三乙氧基硅烷0.1份，搅拌过程中保持真空为-0.09MPa；通氮气解除真空，加入催化剂钛络合物1和二月桂酸二丁基锡0.05份，搅拌过程中保持真空为-0.09MPa；停冷却水，搅拌完成后得硅酮密封胶。

[0038] 为进一步说明本发明的有益效果，现通过以下实验进行说明：

[0039] 选取实施例1-3和对比例的产品，在玻璃表面制作尺寸约为40*25*5mm的上表面无修饰且稍平的样品(用于看外观)，以及制作工字形样品(用于测量拉伸粘接强度和断裂伸长率)，暴露在户外测试，放置3-12个月后，测试其外观、拉伸粘接强度和断裂伸长率，具体测试方法参照GBT 13477-2002(建筑密封材料试验方法)，结果如下：

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