防水功能助剂和应用以及保温装饰一体板用硅酮密封胶和制备方法与流程

文档序号:22916672发布日期:2020-11-13 15:58阅读:509来源:国知局

本发明涉及一种专门用于保温装饰一体板的密封胶,具体涉及一种保温装饰一体板用新型单组分室温硫化硅酮密封胶及其制备方法,其最主要特点在于粘接及防水性能优异,避免由于长期气候老化造成的粘接失效问题,显著提高了保温装饰一体板外墙的功能寿命。



背景技术:

近年来,随着建筑行业不断壮大,建筑材料的市场需求不断增加,保温装饰一体板作为一种新型材料被建筑行业广泛应用。保温装饰一体板由保温材料与装饰材料复合而成,用于贴挂在建筑外墙面,具有保温和装饰功能。其结构由外到内主要包括饰面层、粘接层和保温层,主要涉及材料包括硅酸钙、金属、石材、无机树脂、eps、xps、pur和岩棉等。保温装饰一体板在安装使用过程中,板与板的连接处需要使用耐候密封胶进行粘接密封,起到美观、加固、保护内部结构及防止水分渗入等作用。

对于保温装饰一体板用胶,不仅要求密封胶对不同类型基材具有良好的粘接性,同时因为其长期暴露在户外,经常遭受日晒雨淋等老化冲击,如果其不具备对基材持久粘接能力,就会导致密封失效,雨水会从粘接界面浸入,破坏建筑整体的功能性。所以保温装饰一体板用硅酮密封胶必须具备在长期浸水条件下保持粘接性的能力。

目前市场上的产品为了保证长期浸泡条件下胶体对基材的长期粘接,主要通过添加特种偶联剂的方法。日本专利jp2009275098公布了一种支链烷基环氧化合物与氨烃基烷氧基硅烷的反应产物作增粘剂配制的硫化剂组分,制备的胶体经过热水长期浸泡后,粘接破坏仍然以内聚破坏为主,而且重点强调其对浮华玻璃的优异粘接性。中国专利cn104031389a公开了一种新型增粘剂以及耐湿热型室温硫化硅橡胶组合物的制备方法,其增粘剂为同时含有氨基和环氧基的硅烷化合物,以其制备的硅橡胶经过湿热老化后强度和粘接能力下降幅度小。中国专利cn102424742a公开了一种耐湿热老化的双组分室温硫化硅橡胶,在a、b组分中分别添加含有环氧基团的化合物及氨基硅烷偶联剂,制备的硅橡胶在湿热条件下粘接能力保持良好。

综上所述的专利虽然能够在浸泡等环境下保持胶体对基材的粘接能力,但是均为使用特定的偶联增粘助剂,直接通过基材和胶体的化学键合保证粘接界面粘接能力。此类助剂受限于偶联剂的添加方法和用量,限制较大。

中国专利cn104513645a公布了一种低透湿率单组分脱醇型室温硫化硅橡胶密封剂及制备方法,加入了一定量的硅烷改性聚异丁烯,此种特定的防水助剂是以聚异丁烯为主链,加入少量硅烷改性,其与密封胶主体相容性较差,会一定程度影响胶体的力学性能。



技术实现要素:

本发明提供了一种自制防水功能助剂,作为硅酮密封胶的助剂,用于保温装饰一体板的连接处粘接密封,起到良好的效果。

本发明首先提供了一种防水功能助剂,它的分子结构如下:

其中a+c≥5,150≥a+b+c≥20,30≥m,n≥11,r1和r2为乙烯基、苯基、硝基、卤素原子、甲基、异丙基和叔丁基等疏水基团的一种,r1和r2可以相同,也可以不同,r3为包含甲氧基、乙氧基、丁酮肟基、异氰酸基、酰胺基和烯丙氧基等的可水解硅烷或硅氧烷。可水解硅烷是指能够水解的硅烷。

上述防水功能助剂可以在制备硅酮密封胶中进行应用。

本发明还提供了一种保温装饰一体板用硅酮密封胶,它包括下述质量份数的组分:

所述的防水功能助剂为接枝高分子硅氧烷。

优选的,所述防水功能助剂的分子结构如下:

其中a+c≥5,150≥a+b+c≥20,30≥m,n≥11,r1和r2为乙烯基、苯基、硝基、卤素原子、甲基、异丙基和叔丁基等疏水基团的一种,r3为包含甲氧基、乙氧基、丁酮肟基、异氰酸基、酰胺基和烯丙氧基等的可水解硅烷或硅氧烷。

所述的α,ω-二羟基聚硅氧烷的粘度在1000-500000mpa·s之间。

所述的填料为表面未经处理或经硬脂酸、硅烷类、钛酸酯类偶联剂处理的活性碳酸钙、纳米碳酸钙、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、沉淀法白炭黑、气相法白炭黑其中的一种或几种复合。

所述的增塑剂为二甲基硅油、mdt硅油、氨基硅油、聚醚改性硅油中的一种或一种以上的混合物。

所述的交联剂为含有两个以上可湿气水解的酮肟基硅烷或烷氧基硅烷,如甲基三丁酮肟基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷的一种或其中1~3种组合物,包含但不仅限于上述举例交联剂。

所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种的混合物。

所述的催化剂为有机羧酸锡及其螯合物或有机钛酸酯及其螯合物中的一种或几种。如二丁基氧化锡、二乙酸二甲基锡、二乙酸二丁基锡、二丁酸二甲基锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二甲基锡、二辛癸酸二丁基锡、钛酸四正丙酯、正钛酸四丁酯中的一种或1~3种组合物,包含但不仅限于上述举例催化剂。

所述的保温装饰一体板用硅酮密封胶的制备方法包括以下步骤:

(1)将α,ω-二羟基聚硅氧烷和填料添加到捏合机中,在-0.08到-0.095mpa真空度和130-150℃温度条件下捏合2-3小时,制得基料;

(2)转移以上制备的基料至高速分散机中,然后添加入增塑剂、交联剂,在-0.08到-0.095mpa真空度和常温条件下混合至少20分钟(优选可以混合3分钟);

(3)继续加入防水功能助剂、偶联剂和催化剂,在-0.08到-0.095mpa真空度和常温条件下混合至少20分钟(优选可以混合3分钟),即得成品。

本发明并没有加入特定偶联剂来提高胶的防水性能,而是使用的自制防水助剂,其并非偶联剂体系,起效原理也完全不同,主要为对水气的屏蔽,用法和用量不受偶联剂体系的限制,可以与其他偶联剂无扰同时添加使用。

本发明阐述的保温装饰一体板用硅酮密封胶,专注于解决其在严苛条件下对在不同类型基材粘接性问题,在密封胶中加入了自制的特定结构防水剂。此防水剂具有大量的疏水官能团,在使用过程中能够向胶体外迁移,而助剂主体为与密封胶相容性极佳的硅氧烷,并且其一端具有反应能力,能够将其牢牢的锁在胶体内,防止其完全渗出并脱离胶体。最终能够保证此助剂在胶体表面和粘接界面外侧形成一层疏水膜,阻止水汽通过胶体和粘接界面外侧进入粘接界面,防止水或由水形成的介质对粘接界面的破坏。且此助剂一定程度上具有增塑剂的作用,在保持硅酮胶强度的同时,提高了胶体的伸长率。

与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:抗水浸泡能力明显提升,伸长率有一定提高,强度和粘接能力不受影响。最终可以保证保温装饰一体板的粘接密封寿命明显延长,不致出现保温装饰一体板之间的粘接密封失效甚至最终破坏等问题。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1

(1)将100份20000mpa·s粘度α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和130份活性碳酸钙添加到捏合机中,在-0.092mpa真空度和130℃温度条件下捏合2.5小时,制得基料;

(2)转移以上制备的基料至高速分散机中,然后添加入20份二甲基硅油、8份甲基三丁酮肟基硅烷,在-0.092mpa真空度和常温条件下混合30分钟;

(3)继续加入5份防水功能助剂a(注:防水功能助剂分子式中m=11,n=11,r1和r2均为甲基,r3为甲基乙基二甲氧基硅)、1.2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂和0.1份二月桂酸二丁基锡催化剂,在-0.092mpa真空度和常温条件下混合30分钟,即得成品。

防水助剂a制备路径如下:

实施例2

(1)将100份20000mpa·s粘度α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和130份活性碳酸钙添加到捏合机中,在-0.092mpa真空度和130℃温度条件下捏合2.5小时,制得基料;

(2)转移以上制备的基料至高速分散机中,然后添加入20份二甲基硅油、8份甲基三丁酮肟基硅烷,在-0.092mpa真空度和常温条件下混合30分钟;

(3)继续加入10份实施例1制备的防水功能助剂a、1.2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂和0.1份二月桂酸二丁基锡催化剂,在-0.092mpa真空度和常温条件下混合30分钟,即得成品。

实施例3

(1)将100份20000mpa·s粘度α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和130份活性碳酸钙添加到捏合机中,在-0.092mpa真空度和130℃温度条件下捏合2.5小时,制得基料;

(2)转移以上制备的基料至高速分散机中,然后添加入20份二甲基硅油、8份甲基三丁酮肟基硅烷,在-0.092mpa真空度和常温条件下混合30分钟;

(3)继续加入15份实施例1制备的防水功能助剂a、1.2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂和0.1份二月桂酸二丁基锡催化剂,在-0.092mpa真空度和常温条件下混合30分钟,即得成品。

实施例4

(1)将100份20000mpa·s粘度α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和130份活性碳酸钙添加到捏合机中,在-0.092mpa真空度和130℃温度条件下捏合2.5小时,制得基料;

(2)转移以上制备的基料至高速分散机中,然后添加入20份二甲基硅油、8份甲基三丁酮肟基硅烷,在-0.092mpa真空度和常温条件下混合30分钟;

(3)继续加入15份防水功能助剂b(防水功能助剂分子式中m=15,n=11,r1和r2为甲基,r3为三乙氧基硅)、1.2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂和0.1份二月桂酸二丁基锡催化剂,在-0.092mpa真空度和常温条件下混合30分钟,即得成品。

防水助剂b制备路径如下:

对比例1

(1)将100份20000mpa·s粘度α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和130份活性碳酸钙添加到捏合机中,在-0.092mpa真空度和130℃温度条件下捏合2.5小时,制得基料;

(2)转移以上制备的基料至高速分散机中,然后添加入20份二甲基硅油、8份甲基三丁酮肟基硅烷,在-0.092mpa真空度和常温条件下混合30分钟;

(3)继续加入1.2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂和0.1份二月桂酸二丁基锡催化剂,在-0.092mpa真空度和常温条件下混合30分钟,即得成品。

将以上样品按照标准gb/t13477.11-2017制备成硅酸钙板、铝材和石材粘接模块并养护,然后按照表格中要求处理样品并测试。

表1各样品的性能测试结果

从表1的数据可以看出,本发明方法所生产的密封胶的浸水后粘接能力明显改善,即防水能力优异。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述,但是,应该理解,本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式,这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

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