一种初粘力强的双组分硅酮结构胶的制作方法

1.本发明涉及粘胶技术领域，具体涉及一种强初粘力的双组分硅酮结构胶。


背景技术：

2.硅酮结构胶具有高强度、能承受较大荷载、耐老化、耐疲劳、耐腐蚀的特点，在金属、陶瓷、塑料、橡胶、木材等同种材料或者不同种材料之间的粘接方面具有广泛的应用，而且施工简便省时，不破坏原有结构。然而，硅酮结构胶也具有不足之处，其中初粘力低、固化速度慢，养护时间长就是其最大的一个问题。
3.初粘力一般是指物品之间的初始表面粘着力，一般情况下双组分硅酮结构胶施工完成后，固化3～24h内其初粘力弱。同时若形成粘结力时间过长，将会导致其施工耗时长，并且在养护时间内被粘结材料在移动过程中容易发生形变，导致粘结效果失效，这一现象影响了车间生产效率，增大了生产成本。
4.因此，开发出一种双组分硅酮结构胶，使其具有较强的初始粘结力，能够快速固化，同时在机械强度、粘结性能等综合性能方面也具有优异的长期稳定性，就能够提高双组分硅酮结构胶的使用场景和施工效率，带来良好的经济效益。


技术实现要素：

5.本发明针对现有技术及实际应用的需求，提供了一种具有强初粘力的双组分硅酮结构胶，该胶具有较强的初始粘结力，能够快速固化，同时在机械强度、粘结性能等综合性能方面也具有优异的长期稳定性，解决了硅酮结构胶初粘力低、固化速度慢，养护时间长的问题。
6.本发明提供的硅酮结构胶包括a组分和b组分：a组分由40～60wt％的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、2～10wt％的硅油和30～50wt％的填料组成。b组分由10～30wt％的二甲基硅油、30～50wt％的补强填料、10～30wt％的交联剂、10～30wt％的复配偶联剂和0.01～0.5wt％的催化剂组成。
7.所述复配偶联剂由偶联剂a和偶联剂b组成，其中两者的占比均不低于20％。
8.偶联剂a为双[3-(三甲氧基硅)-丙基]胺、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、环氧环己基甲基二甲氧基硅烷、环氧环己基甲基二乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅氧烷中的至少一种。
[0009]
偶联剂b为n-丁基氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷和二乙烯基三氨基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
[0010]
所述交联剂为正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、聚硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、聚甲基三乙氧基硅烷低聚物、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、1，2-双(三甲氧基硅基)乙烷、二苯基二甲氧基硅烷和二苯基二乙氧基硅烷中的两种或多种。
[0011]
所述交联剂、复配偶联剂预先经过了边搅拌边升温至50～100℃活化10～100小时的处理。
[0012]
所述d，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为5000～100000cs；二甲基硅油的粘度为1000～15000cs。
[0013]
所述填料由粒径为10～40nm的活性碳酸钙、树脂中的一种或几种按任意配比混合而成。
[0014]
所述树脂为菇烯树脂、松香树脂、石油类树脂中的一种或几种组成的混合物。
[0015]
所述活性碳酸钙为表面经八甲基环四硅氧烷、六甲基二硅氮烷、二甲基二氯硅烷、松香、脂肪酸、硬脂酸中的一种或多种处理过的碳酸钙。
[0016]
所述补强填料由粒径为0.3～10nm的炭黑或气相白炭黑中的一种或两种混合而成。
[0017]
所述催化剂可以采用二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、氢氧化单丁基锡或辛酸亚锡。
具体实施方式
[0018]
以下实施例使用时，a组分和b组分按体积比10∶1混合均匀后，采用挤出方式涂布于清洁后的待粘结材料的表面，然后用刮板将结构胶刮至6mm厚度，室温固化30min后对其进行初粘力测试，将一定质量的重物悬挂于结构胶上，观察其承重能力。其次标准条件下养护12h后按照gb/t 7124-2008的测试条件对其进行拉伸剪切强度测定。
[0019]
各对比例和实施例方案，列表如下：
[0020][0021][0022]
b组分方案硅油交联剂偶联剂回流工艺对比例13000mpa
·
s单一单一无
对比例23000mpa
·
s单一单一无对比例33000mpa
·
s单一单一无对比例43000mpa
·
s复配复配无对比例53000mpa
·
s复配复配有实施例110000mpa
·
s复配复配有实施例213000mpa
·
s复配复配有实施例310000mpa
·
s复配复配有实施例413000mpa
·
s复配复配有
[0023]
对比例1：
[0024]
a组份(重量分数)：取粘度为10000mpa
·
s的端羟基封端的聚二甲基硅氧烷100份，然后将10份400mpa
·
s二甲基硅油加入捏合机搅拌分散，5min钟后在搅拌过程中将100份70nm粒径纳米活性碳酸钙加入其中使胶完全覆盖粉体形成自流平型基料，控制反应温度为100℃，混合1h得到a基料，研磨后备用。
[0025]
b组份(重量分数)：按照b组分的配比，将100份3000mpa
·
s二甲基硅油、100份炭黑加入行星机真空搅拌，待温度稳定在100℃保持30min得到b基料，再将50份丙基三甲氧基硅烷，50份3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷加入，再加入1份催化剂在氮气保护下搅拌20min得到。
[0026]
再将a组分和b组分按照的混合体积比10∶1在行星搅拌机中抽真空混合均匀，按照上述条件测试。
[0027]
对比例2：
[0028]
a组份(重量分数)：取粘度为10000mpa
·
s的端羟基封端的聚二甲基硅氧烷100份，然后将10份400mpa
·
s二甲基硅油加入捏合机搅拌分散，5min钟后在搅拌过程中将100份40nm粒径纳米活性碳酸钙加入其中使胶完全覆盖粉体形成自流平型基料，控制反应温度为100℃，混合1h得到a基料，研磨后备用。
[0029]
b组份(重量分数)：按照b组分的配比，将100份3000mpa
·
s二甲基硅油、100份炭黑加入行星机真空搅拌，待温度稳定在100℃保持30min得到b基料，再将50份丙基三甲氧基硅烷，50份3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷加入，再加入1份催化剂在氮气保护下搅拌20min得到。
[0030]
再将a组分和b组分按照的混合体积比10∶1在行星搅拌机中抽真空混合均匀，按照上述条件测试。
[0031]
对比例3：
[0032]
a组份(重量分数)：取粘度为10000mpa
·
s的端羟基封端的聚二甲基硅氧烷100份，然后将10份400mpa
·
s二甲基硅油加入捏合机搅拌分散，5min钟后在搅拌过程中将95份40nm粒径纳米活性碳酸钙、5份松香树脂加入其中加入其中使胶完全覆盖粉体形成自流平型基料，控制反应温度为100℃，混合1h得到a基料，研磨后备用。
[0033]
b组份(重量分数)：按照b组分的配比，将100份3000mpa
·
s二甲基硅油、100份炭黑加入行星机真空搅拌，待温度稳定在100℃保持30min得到b基料，再将50份丙基三甲氧基硅烷，50份3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷加入，再加入1份催化剂在氮气保护下搅拌20min得到。
[0034]
再将a组分和b组分按照的混合体积比10∶1在行星搅拌机中抽真空混合均匀，按照上述条件测试。
[0035]
对比例4：
[0036]
a组分(重量分数)：取粘度为10000mpa
·
s的端羟基封端的聚二甲基硅氧烷100份，然后将10份400mpa
·
s二甲基硅油加入捏合机搅拌分散，5min钟后在搅拌过程中将100份30nm粒径纳米活性碳酸钙加入其中使胶完全覆盖粉体形成自流平型基料，控制反应温度为100℃，混合1h得到a基料，研磨后备用。
[0037]
b组分(重量分数)：按照b组分的配比，将100份10000mpa
·
s二甲基硅油、100份炭黑加入行星机真空搅拌，待温度稳定在100℃保持30min得到b基料，再将20份聚甲基三乙氧基硅烷，30份丙基三甲氧基硅烷，30份γ-氨丙基三甲氧基硅烷，10份环氧环己基甲基二乙氧基硅烷加入，再加入1份催化剂在氮气保护下搅拌20min得到。
[0038]
再将a组分和b组分按照的混合体积比10∶1在行星搅拌机中抽真空混合均匀，按照上述条件测试。
[0039]
对比例5：
[0040]
a组分(重量分数)：取粘度为10000mpa
·
s的端羟基封端的聚二甲基硅氧烷100份，然后将10份400mpa
·
s二甲基硅油加入捏合机搅拌分散，5min钟后在搅拌过程中将100份30nm粒径纳米活性碳酸钙加入其中使胶完全覆盖粉体形成自流平型基料，控制反应温度为100℃，混合1h得到a基料，研磨后备用。
[0041]
b组分(重量分数)：按照b组分的配比，将100份10000mpa
·
s二甲基硅油、100份炭黑加入行星机真空搅拌，待温度稳定在100℃保持30min得到b基料，再将经过60℃活化50h的20份聚甲基三乙氧基硅烷，30份丙基三甲氧基硅烷，30份γ-氨丙基三甲氧基硅烷，10份环氧环己基甲基二乙氧基硅烷加入，再加入1份催化剂在氮气保护下搅拌20min得到。
[0042]
再将a组分和b组分按照的混合体积比10∶1在行星搅拌机中抽真空混合均匀，按照上述条件测试。
[0043]
实施例1：
[0044]
a组份(重量分数)：取粘度为20000mpa
·
s的端羟基封端的聚二甲基硅氧烷100份，然后将10份400mpa
·
s二甲基硅油加入捏合机搅拌分散，5min钟后在搅拌过程中将95份20nm粒径纳米活性碳酸钙、5份菇烯树脂加入其中使胶完全覆盖粉体形成自流平型基料，控制反应温度为100℃，混合1h得到a基料，研磨后备用。
[0045]
b组份(重量分数)：按照b组分的配比，将100份10000mpa
·
s二甲基硅油、100份炭黑加入行星机真空搅拌，待温度稳定在100℃保持30min得到b基料，再将经过70℃活化50h后的20份甲基三甲氧基硅烷，30份正硅酸丙酯，30份n-丁基氨丙基三甲氧基硅烷，20份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷加入，再加入1份催化剂在氮气保护下搅拌20min得到。
[0046]
再将a组分和b组分按照的混合体积比10∶1在行星搅拌机中抽真空混合均匀，按照上述条件测试。
[0047]
实施例2：
[0048]
a组份(重量分数)：取粘度为20000mpa
·
s的端羟基封端的聚二甲基硅氧烷100份，然后将10份400mpa
·
s二甲基硅油加入捏合机搅拌分散，5min钟后在搅拌过程中将90份20nm粒径纳米活性碳酸钙、10份松香树脂加入其中使胶完全覆盖粉体形成自流平型基料，
控制反应温度为100℃，混合1h得到a基料，研磨后备用。
[0049]
b组份(重量分数)：按照b组份的配比，将100份13000mpa
·
s二甲基硅油、100份炭黑加入行星机真空搅拌，待温度稳定在100℃保持30min得到b基料，再将再将经过90℃活化50h后的20份甲基三甲氧基硅烷，30份正硅酸丙酯，30份n-丁基氨丙基三甲氧基硅烷，20份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷加入，再加入1份催化剂在氮气保护下搅拌20min得到。
[0050]
再将a组分和b组分按照的混合体积比10∶1在行星搅拌机中抽真空混合均匀，按照上述条件测试。
[0051]
实施例3：
[0052]
a组份(重量分数)：取粘度为60000mpa
·
s的端羟基封端的聚二甲基硅氧烷100份，然后将2份400mpa
·
s、8份1000mpa
·
s的二甲基硅油加入捏合机搅拌分散，5min钟后在搅拌过程中将85份20nm粒径纳米活性碳酸钙、15份石油类树脂加入其中使胶完全覆盖粉体形成自流平型基料，控制反应温度为100℃，混合1h得到a基料，研磨后备用。
[0053]
b组份(重量分数)：按照b组分的配比，将100份10000mpa
·
s二甲基硅油、100份炭黑加入行星机真空搅拌，待温度稳定在100℃保持30min得到b基料，再将经过70℃活化72h后的10份四甲氧基硅烷，20份辛基三甲氧基硅烷，40份n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、20份二乙烯基三氨基丙基三甲氧基硅烷加入，再加入1份催化剂在氮气保护下搅拌20min得到。
[0054]
再将a组分和b组分按照的混合体积比10∶1在行星搅拌机中抽真空混合均匀，按照上述条件测试。
[0055]
实施例4：
[0056]
a组分(重量分数)：取粘度为20000mpa
·
s的端羟基封端的聚二甲基硅氧烷100份，然后将10份400mpa
·
s二甲基硅油加入捏合机搅拌分散，5min钟后在搅拌过程中将90份20nm粒径纳米活性碳酸钙、10份松香树脂加入其中使胶完全覆盖粉体形成自流平型基料，控制反应温度为100℃，混合1h得到a基料，研磨后备用。
[0057]
b组分(重量分数)：按照b组分的配比，将100份13000mpa
·
s二甲基硅油、100份炭黑加入行星机真空搅拌，待温度稳定在100℃保持30min得到b基料，再将经过90℃活化72h后的30份甲基苯基二甲氧基硅烷、20份二苯基二甲氧基硅烷，30份γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷，40份n-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷加入，再加入1份催化剂在氮气保护下搅拌20min得到。
[0058]
再将a组分和b组分按照的混合体积比10∶1在行星搅拌机中抽真空混合均匀，按照上述条件测试。
[0059]
各对比例和各实施例测试结果如下：
[0060][0061][0062]
从上述结果可以看出，本发明提供的双组分硅酮结构胶，对比传统的硅酮结构胶具有更强的初始粘结力，更快的固化速度，拉断和表干时间短，可满足特殊建筑、汽车、电子电器等多方面要求，能缩短定位和养护时间，加快工艺流程，提高工艺效率。
[0063]
本发明的技术说明及有益效果：
[0064]
1、本发明扩大了硅酮结构胶的使用范围，具有良好的经济价值。
[0065]
2、本发明针对现有双组分硅酮结构胶产品初始粘结力较低性能不足进行改进，明显提高其初始粘结力。
[0066]
3、本发明为硅酮密封胶，硅酮密封胶具备很好的耐候性能，适合长期使用。且本发明制备工艺简单，使用常规的生产设备。
[0067]
4、本发明对交联剂和偶联剂进行活化处理，能够提高其剪切强度，选用两类不同活性偶联剂复配，可以均衡其反应活性，可调节其固化速率达到有效粘结，能提高产品的综合性能，且一定比例的两类偶联剂复配和活化后，可显著改善硅烷偶联剂的交联固化速度，达到和基材的有效粘结。