專利名稱：一種低模量硅酮密封膠及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低模量硅酮密封膠及其制造方法，屬于高分子密封材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為了適應(yīng)因外界因素的作用，如溫度變化引起的伸縮和繞曲，混凝土建筑在建造時(shí)都設(shè)有伸縮接縫。伸縮接縫是混凝土建筑的薄弱環(huán)節(jié)，一是異物在縫隙中積聚，阻礙接縫的正常伸縮；二是接縫滲水，侵蝕軟化路基，所以必須對伸縮接縫進(jìn)行密封。國內(nèi)目前使用的混凝土接縫密封材料主要有瀝青、改性瀝青、預(yù)制氯丁橡膠、聚硫和聚氨酯材料，這些材料由于耐久性、彈性、耐水性、整體粘接性均較差，大大影響了混凝土建筑的使用壽命。這些材料有毒容易污染環(huán)境。硅酮密封材料具有卓越的耐氣候老化、優(yōu)異的耐高低溫(-50℃～200℃)性能，具有長久的使用壽命，已廣泛用作建筑密封劑。一般的高模量或中模量硅酮密封膠不能滿足混凝土接縫高度位移能力的要求，在施工后，膠容易與混凝土拉裂，從而使密封作用喪失，重新修整接口時(shí)費(fèi)用很大。
中國專利CN 1371953A《中性硅酮石材密封膠及其制造方法》提供的一種中性硅酮石材密封膠，其拉伸模量大于0.4MPa，當(dāng)應(yīng)用于混凝土接縫的密封時(shí)，如果接縫較寬，施工硫化后膠容易與混凝土拉裂，不能保證接縫的長久密封。公路、機(jī)場跑道、停機(jī)坪、隧道、橋梁及多層停車場上的混凝土伸縮接縫需要低模量且具有高伸長率的密封膠以應(yīng)付混凝土板塊之間水平及垂直的極大位移。為了制得低模量且具有高伸長率的硅酮密封膠，日本專利JP-Kokai昭62-84174采用二甲基二(N-甲基乙酰氨基)硅烷作擴(kuò)鏈劑、氨氧基硅烷作交聯(lián)劑制得室溫硫化、150％模量為0.01MPa、斷裂伸長率達(dá)1590％的硅酮密封膠。但此類密封膠在實(shí)際應(yīng)用中，模量太低，彈性恢復(fù)率很差，密封膠的永久變形大，對混凝土的粘接性也不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有混凝土伸縮縫密封材料的不足而提供一種高伸長率、低模量硅酮密封膠及其制造方法，其特點(diǎn)是采用α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷為基膠，引入擴(kuò)鏈劑，交聯(lián)劑，填料，甲苯二異氰酸酯、聚二甲基硅氧烷及它們之間合適的量的組合制造出斷裂伸長率大于1000％，拉伸模量小于0.4MPa的低模量硅酮密封膠。這種硅酮密封膠不但具有低的模量，而且彈性恢復(fù)能力很好，對混凝土粘結(jié)性好，耐侯性極佳，能保證接縫的長久密封。本發(fā)明的低模量硅酮密封膠采用單組分包裝，使用方便，儲存期可達(dá)一年。
本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)，其中所述原材料份數(shù)除特殊說明外，均為質(zhì)量份數(shù)。
低模量硅酮密封膠的配方組分為α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷 100份填料 20～150份擴(kuò)鏈劑1～25份交聯(lián)劑1～15份觸變劑1～10份甲苯二異氰酸酯0.5～10份聚二甲基硅氧烷1～40份其中，填料為納米活性輕質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、硅微粉、白炭黑中的至少一種。
擴(kuò)鏈劑為二甲基二(N-苯基乙酰氨基)硅烷、二甲基二(ε-己內(nèi)酰氨基)硅烷、二甲基二(乙酰乙酸乙酯基)硅烷、二甲基二(N-甲基乙酰氨基)硅烷、甲基乙烯基二(N-甲基乙酰氨基)硅烷、甲基乙烯基二(N-苯基乙酰氨基)硅烷、甲基乙烯基二(ε-己內(nèi)酰氨基)硅烷、甲基乙烯基二(乙酰乙酸乙酯基)硅烷中的至少一種。
交聯(lián)劑為甲基三(N-甲基乙酰胺基)硅烷、環(huán)狀氨氧基硅烷或線性氨氧基硅烷中的任一種。
環(huán)狀氨氧基硅烷結(jié)構(gòu)式為 式中a＝0、1；b＝3、4；a+b＝4，
線性氨氧基硅烷結(jié)構(gòu)式為 式中m＝0、1、2、…50；n＝3、4、5、…10。
觸變劑為氣相法白炭黑或氫化蓖麻油。
低模量硅酮密封膠的制造方法a.α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷100份，填料20～150份加入真空捏合機(jī)內(nèi)于溫度80～150℃，真空度為0.06～0.095MPa下脫水共混30～300分鐘，移入高速分散攪拌機(jī)內(nèi)冷卻得基料。
b.室溫下，將擴(kuò)鏈劑1～25份，交聯(lián)劑1～15份，觸變劑1～10份，甲苯二異氰酸脂0.5～10份，聚二甲基硅氧烷1～40份，加入高速分散攪拌機(jī)內(nèi)，與基料攪拌混合，在真空度為0.06～0.095MPa，轉(zhuǎn)速為20～600rpm下，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)30～90分鐘制成低模量硅酮密封膠。
用上述方法制得的低模量硅酮密封膠，按GB/T 13477-2002測試下垂度、擠出性、表干時(shí)間、與水泥沙漿板粘結(jié)性；按GB/T 531-1999測試邵氏硬度；按JC/T 881-2001測試定伸應(yīng)力；按GB/T 528-199g測試斷裂伸長率和斷裂強(qiáng)度；測試結(jié)果詳見表1所示。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.在制造低模量硅酮密封膠時(shí)，加入了擴(kuò)鏈劑。使用時(shí)擴(kuò)鏈劑遇空氣中水分，使α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷分子迅速增長，使硅酮密封膠在交聯(lián)時(shí)同時(shí)擴(kuò)鏈，從而使硫化膠具有低的模量和很高的伸長率，斷裂伸長率可達(dá)1000％～1600％，而拉伸模量卻小于0.4MPa。這樣的低模量高伸長率硅酮密封膠具有卓越的位移能力，能適應(yīng)建筑板塊之間極大的位移而不被拉裂。
2.擴(kuò)鏈劑的加入量在1～25份和交聯(lián)劑的加入量在1～15份，這種量的配合，使制得的硅酮密封膠，硫化后具有合適的交聯(lián)密度，從而具有卓越的伸縮恢復(fù)能力。這樣的低模量硅酮密封膠能連續(xù)多次隨著接縫位移運(yùn)動(dòng)，永久變形小。
3.制膠時(shí)加入了甲苯二異氰酸脂，對混凝土等建筑材料具有優(yōu)異的粘接性能。
4.制膠時(shí)不用加入催化劑，延長了硅酮密封膠的儲存期。
5.耐氣候老化性能卓越，防水性能良好。
6.采用單組分包裝，使用方便，室溫下儲存期可達(dá)一年。
7.在生產(chǎn)過程中能耗水耗低，無三廢物質(zhì)產(chǎn)生，對環(huán)境無害。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明具體的描述，有必要在此指出的是以下實(shí)施例只用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)本發(fā)明做出非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
實(shí)施例1將25℃時(shí)粘度為50Pa·S的a、ω-二羥基聚二甲基硅氧烷200質(zhì)量份，納米活性輕質(zhì)碳酸鈣180質(zhì)量份，于溫度120℃，真空度為0.06～0.095MPa下脫水共混60min，移入高速分散攪拌機(jī)內(nèi)冷卻至室溫得基料；在室溫下將甲基乙烯基二(ε-己內(nèi)酰胺基)硅烷24質(zhì)量份，二甲基二(乙酰乙酸乙酯基)硅烷4質(zhì)量份，甲基三(N-甲基乙酰胺基)硅烷2質(zhì)量份，氣相法白炭黑5質(zhì)量份，甲苯二異氰酸脂10質(zhì)量份，25℃時(shí)粘度為1Pa·S的聚二甲基硅氧烷40質(zhì)量份加入高速分散機(jī)內(nèi)，與基料攪拌混合，在真空度為0.06～0.095MPa，轉(zhuǎn)速350rpm下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)80分鐘，制造高伸長率低模量硅酮密封膠，產(chǎn)品性能測試結(jié)果詳見表1所示。
實(shí)施例2將25℃時(shí)粘度為30Pa·S的a、ω-二羥基聚二甲基硅氧烷200質(zhì)量份，納米活性輕質(zhì)碳酸鈣100質(zhì)量份，硅微粉150質(zhì)量份，于溫度120℃，真空度為0.06～0.095MPa下脫水共混60min，移入高速分散攪拌機(jī)內(nèi)冷卻至室溫得基料；在室溫下將二甲基二(ε-己內(nèi)酰胺基)硅烷20質(zhì)量份，甲基乙烯基二(N-苯基乙酰氨基)硅烷18質(zhì)量份，氨氧基硅烷 2.5質(zhì)量份，氫化蓖麻油15質(zhì)量份，25℃時(shí)粘度為1Pa·S的聚二甲基硅氧烷25質(zhì)量份，甲苯二異氰酸脂6質(zhì)量份，加入高速分散機(jī)內(nèi)，與基料攪拌混合，在真空度為0.06～0.095MPa，轉(zhuǎn)速350rpm下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)80分鐘，制造高伸長率低模量硅酮密封膠，產(chǎn)品性能測試結(jié)果詳見表1所示。
實(shí)施例3將25℃時(shí)粘度為80Pa·S的a、ω-二羥基聚二甲基硅氧烷200質(zhì)量份，納米活性輕質(zhì)碳酸鈣60質(zhì)量份、輕質(zhì)碳酸鈣20質(zhì)量份、重質(zhì)碳酸鈣20質(zhì)量份于高溫120℃，真空度為0.06～0.095MPa下脫水共混60min，移入高速分散攪拌機(jī)內(nèi)冷卻至室溫得基料；分別在室溫下將甲基乙烯基二(N-甲基乙酰胺基)硅烷13質(zhì)量份，二甲基二(N-甲基乙酰氨基)硅烷2質(zhì)量份，氨氧基硅烷

7.5質(zhì)量份，氣相白炭黑20質(zhì)量份，甲苯二異氰酸酯1.5質(zhì)量份，25℃時(shí)粘度為0.8Pa·S的聚二甲基硅氧烷10質(zhì)量份加入高速分散機(jī)內(nèi)，與基料攪拌混合，在真空度為0.06～0.095MPa，轉(zhuǎn)速350rpm下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)90分鐘，制造高伸長率低模量硅酮密封膠，產(chǎn)品性能測試結(jié)果詳見表1所示。
比較例將25℃時(shí)粘度為50Pa·S的a，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷200質(zhì)量份，納米活性輕質(zhì)碳酸鈣180質(zhì)量份，于高溫120℃，真空度為0.06～0.095MPa脫水共混60min，移入高速分散攪拌機(jī)內(nèi)冷卻至室溫得基料；在室溫下將甲基三甲氧基硅烷10質(zhì)量份，鈦酸異丙酯10質(zhì)量份，氣相法白炭黑5質(zhì)量份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2質(zhì)量份，25℃時(shí)粘度為1Pa·S的聚二甲基硅氧烷18質(zhì)量份和二月硅酸二丁基錫0.35質(zhì)量份加入攪拌釜內(nèi)，與基料攪拌混合，在真空度為0.06～0.095MPa，轉(zhuǎn)速350rpm下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)80分鐘，制造硅酮密封膠，產(chǎn)品性能測試結(jié)果詳見表1所示。
表1 測試結(jié)果

注○表示粘結(jié)良好，×表示粘結(jié)破壞。
權(quán)利要求
1.一種低模量硅酮密封膠，其特征在于該密封膠的配方組分按質(zhì)量計(jì)為α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷100份填料 20～150份擴(kuò)鏈劑 1～25份交聯(lián)劑 1～15份觸變劑 1～10份甲苯二異氰酸酯 0.5～10份聚二甲基硅氧烷 1～40份。
2.按照權(quán)利要求1所述低模量硅酮密封膠，其特征在于填料為納米活性輕質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、硅微粉、白炭黑中的至少一種。
3.按照權(quán)利要求1所述低模量硅酮密封膠，其特征在于擴(kuò)鏈劑為二甲基二(N-苯基乙酰氨基)硅烷、二甲基二(ε-己內(nèi)酰氨基)硅烷、二甲基二(乙酰乙酸乙酯基)硅烷、二甲基二(N-甲基乙酰氨基)硅烷、甲基乙烯基二(N-甲基乙酰氨基)硅烷、甲基乙烯基二(N-苯基乙酰氨基)硅烷、甲基乙烯基二(ε-己內(nèi)酰氨基)硅烷、甲基乙烯基二(乙酰乙酸乙酯基)硅烷中的至少一種。
4.按照權(quán)利要求1所述低模量硅酮密封膠，其特征在于交聯(lián)劑為甲基三(N-甲基乙酰氨基)硅烷、環(huán)狀氨氧基硅烷或線性氨氧基硅烷中的任一種，環(huán)狀氨氧基硅烷結(jié)構(gòu)式為 式中a＝0、1；b＝3、4；a+b＝4，線性氨氧基硅烷結(jié)構(gòu)式為 式中m＝0、1、2、…50；n＝3、4、5、…10。
5.按照權(quán)利要求1所述低模量硅酮密封膠，其特征在于觸變劑為氣相法白炭黑或氫化蓖麻油。
6.按照權(quán)利要求1所述低模量硅酮密封膠的制造方法，其特點(diǎn)在于a.α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷100質(zhì)量份，填料20～150質(zhì)量份加入真空捏合機(jī)內(nèi)于溫度80～150℃，真空度為0.06～0.095MPa，脫水共混30～300分鐘，移入高速分散攪拌機(jī)內(nèi)，冷卻得基料。b.室溫下，將擴(kuò)鏈劑1～25質(zhì)量份，交聯(lián)劑1～15質(zhì)量份，觸變劑1～10質(zhì)量份，聚二甲基硅氧烷1～40質(zhì)量份，甲苯二異氰酸酯0.5～10質(zhì)量份，與基料攪拌混合，在真空度為0.06～0.095MPa，轉(zhuǎn)速為20～600rpm進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)30～90分鐘制成低模量硅酮密封膠。
全文摘要
一種低模量硅酮密封膠及其制備方法，其特點(diǎn)是采用α，ω－二羥基聚二甲基硅氧烷100質(zhì)量份，填料20～150質(zhì)量份，加入真空捏合機(jī)內(nèi)，于溫度80～150℃、真空度為0.06～0.095MPa，脫水共混30～300分鐘，移入高速分散攪拌機(jī)內(nèi)冷卻得基料。室溫下，將擴(kuò)鏈劑1～25質(zhì)量份，交聯(lián)劑1～15質(zhì)量份，觸變劑1～10質(zhì)量份，聚二甲基硅氧烷1～40質(zhì)量份，甲苯二異氰酸酯0.5～10質(zhì)量份，與基料攪拌混合，在真空度為0.06～0.095MPa，轉(zhuǎn)速為20～600rpm進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)30～90分鐘制得。它具有低模量、高伸長率的應(yīng)力應(yīng)變特性，適用于高速公路、機(jī)場跑道、停機(jī)坪、隧道和橋梁的混凝土伸縮接縫密封，以應(yīng)付混凝土板塊之間的極大位移；具有優(yōu)異的耐氣候老化和耐高低溫性能。
文檔編號C09K3/10GK1618915SQ200410040799
公開日2005年5月25日 申請日期2004年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月10日
發(fā)明者袁素蘭, 王有治, 盧麟, 鄒百軍 申請人:成都硅寶科技實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司