一种高强度氟硅橡胶涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种涂料，尤其涉及一种高强度氟硅橡胶涂料及其制备方法。


背景技术：

2.有机硅橡胶综合性能优良，对基材附着力好，被广泛应用于建筑行业、电子、电器行业。但随着材料对耐温、耐油、疏水等性能需求的提高，有机硅橡胶暴露出耐油、耐混合溶剂、疏水性、防污性能差等缺点，使其应用受到限制。有机氟材料由于c-f键键能高，氟原子具有极高的电负性，在与其相连的碳链周围形成一层负电荷屏蔽层，阻挡了亲核试剂的进攻，同时降低了表面能，使其具有更好的耐混合溶剂性和疏水性。将氟元素引入硅橡胶中，既保持了硅橡胶的耐温性、耐候性等优良性能，同时具有氟橡胶的耐油、耐混合溶剂性能，能够满足某些特殊场合的使用要求。
3.专利cn201310006812.2公开了一种双组份氟硅橡胶防覆冰涂层材料及其制备方法，通过丙烯酸酯改性含氢硅油制备氟改性硅油，与含氢硅油反应制备氟硅橡胶防覆冰涂层材料；专利cn201410005701.4公开了一种加成型氟硅橡胶纳米防冻粘涂料及其制备方法，使用乙烯基封端三氟丙基聚硅氧烷与含氢硅油反应制备防冻粘涂料，专利201310006104.9提供的一种单组份氟硅橡胶防覆冰涂层材料及其制备方法，使用含氟交联剂与α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷反应制备氟硅橡胶防覆冰涂层材料。以上方法制备的氟硅橡胶涂料存在对环氧类材料的粘附性能较差，力学性能不能满足使用要求等问题，因此有必要对氟硅橡胶涂料进行改进，提供一种力学性能好，对环氧类材料粘附性能优良的产品。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种高强度氟硅橡胶涂料，具有优良的力学性能和疏水性。
5.本发明的目的之二在于提供一种高强度氟硅橡胶涂料的制备方法。
6.本发明的目的之一采用如下技术方案实现：一种高强度氟硅橡胶涂料，包括以下重量份的组分：羟基封端聚二甲基硅氧烷30~50份、羟基氟硅油5~20份、纳米填料20~40份、气相二氧化硅1~5份、混合溶剂15~30份、交联剂5~10份、硅烷偶联剂5~10份、有机锡催化剂0.1~1份。
7.进一步地，所述气相二氧化硅为疏水性气相二氧化硅，比表面积为150~300m2/g。
8.进一步地，所述羟基封端聚二甲基硅氧烷在室温下的黏度为60000~80000mpa
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s；所述羟基氟硅油在室温下的黏度为300～500mpa
·
s。
9.进一步地，所述纳米填料为纳米二氧化钛、纳米硫酸钡、纳米碳酸钙中的至少一种。
10.进一步地，所述交联剂为正硅酸乙酯、甲基三丁酮肟基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷中的至少一种。
11.进一步地，所述硅烷偶联剂为n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
12.进一步地，所述有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、辛酸亚锡中的至少一种。
13.进一步地，所述混合溶剂由乙酸丁酯、5-甲基-2-己酮和丁酮肟以重量份比1-2:2-3:1组成。
14.本发明的目的之二采用如下技术方案实现：所述高强度氟硅橡胶涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）将羟基封端聚二甲基硅氧烷、羟基氟硅油、混合溶剂混合搅拌，得到均匀的混合胶料a；（2）向步骤（1）得到的混合胶料中加入纳米填料、气相二氧化硅，搅拌分散均匀至状态均一，过滤后得到混合胶料b；（3）向步骤（2）得到的混合胶料b中加入交联剂、硅烷偶联剂，混合搅拌均匀，然后再加入有机锡催化剂，继续搅拌均匀后得到高强度的氟硅橡胶涂料。
15.进一步地，步骤（2）中经1000~3000目筛网过滤得到高强度的混合胶料。
16.相比现有技术，本发明的有益效果在于：1、本发明提供一种高强度氟硅橡胶涂料，涂料中添加的羟基封端聚二甲基硅氧烷和羟基氟硅油可发生缩聚反应，实现涂料室温条件下固化，涂膜强度高，力学性能好；并且通过调节羟基氟硅油的用量，可对氟硅橡胶涂料的疏水性能进行调节，充分满足涂料是使用要求。
17.2、本发明涂料中添加纳米填料和疏水性气相二氧化硅作为补强材料被填充在氟硅橡胶中，可进一步提高氟硅橡胶涂料的力学性能。
18.3、本发明涂料中的交联剂，硅烷偶联剂可以有效地增加氟硅橡胶涂料与基材的附着力。
19.4、本发明还提供了一种高强度氟硅橡胶涂料的制备方法，生产过程中无需加热，工艺简便，生产及施工过程均未使用苯系物，安全环保。
具体实施方式
20.下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
21.实施例1一种高强度氟硅橡胶涂料，由以下重量份的原料组成：室温下黏度为60000~80000mpa
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s的羟基封端聚二甲基硅氧烷30份、室温下黏度为300～500mpa
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s的羟基氟硅油6份、纳米二氧化钛10份、纳米硫酸钡10份、比表面积为150m2/g疏水性气相二氧化硅1.5份、混合溶剂18份、正硅酸乙酯6份、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷5份、二月桂酸二丁基锡0.3份；混合溶剂由乙酸丁酯、5-甲基-2-己酮和丁酮肟以重量份比2:3:1组成。
22.一种高强度氟硅橡胶涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）将羟基封端聚二甲基硅氧烷、羟基氟硅油、混合溶剂加入到高速分散搅拌机中，在真空度-0.095mpa，转速1000r/min条件下高速分散30min，混得到均匀的混合胶料a；
（2）向步骤（1）得到的混合胶料中加入纳米二氧化钛、纳米硫酸钡、疏水性气相二氧化硅，在1000r/min的条件下混合搅拌30min，搅拌分散均匀至状态均一，经1000目筛网过滤后得到混合胶料b；（3）向步骤（2）得到的混合胶料b中加入正硅酸乙酯、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，在1000r/min的条件下混合搅拌10min，然后再加入二月桂酸二丁基锡，继续搅拌均匀后得到高强度的氟硅橡胶涂料。
23.实施例2一种高强度氟硅橡胶涂料，由以下重量份的原料组成：室温下黏度为60000~80000mpa
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s的羟基封端聚二甲基硅氧烷40份、室温下黏度为300～500mpa
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s的羟基氟硅油10份、纳米二氧化钛12份、纳米碳酸钙12份、比表面积为200m2/g疏水性气相二氧化硅2份、混合溶剂20份、甲基三丁酮肟基硅烷8份、3-氨基丙基三乙氧基硅烷6份、二乙酸二丁基锡0.4份；混合溶剂由乙酸丁酯、5-甲基-2-己酮和丁酮肟以重量份比2:2:1组成。
24.一种高强度氟硅橡胶涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）将羟基封端聚二甲基硅氧烷、羟基氟硅油、混合溶剂加入到高速分散搅拌机中，在真空度-0.095mpa，转速1500r/min条件下高速分散30min，混得到均匀的混合胶料a；（2）向步骤（1）得到的混合胶料中加入纳米二氧化钛、纳米碳酸钙、疏水性气相二氧化硅，在1500r/min的条件下混合搅拌40min，搅拌分散均匀至状态均一，经2000目筛网过滤后得到混合胶料b；（3）向步骤（2）得到的混合胶料b中加入甲基三丁酮肟基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷，在1500r/min的条件下混合搅拌10min，然后再加入二乙酸二丁基锡，继续搅拌均匀后得到高强度的氟硅橡胶涂料。
25.实施例3一种高强度氟硅橡胶涂料，由以下重量份的原料组成：室温下黏度为60000~80000mpa
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s的羟基封端聚二甲基硅氧烷50份、室温下黏度为300～500mpa
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s的羟基氟硅油16.5份、纳米二氧化钛20份、纳米硫酸钡10份、比表面积为300m2/g疏水性气相二氧化硅2.5份、混合溶剂25份、甲基三乙氧基硅烷10份、3-氨丙基三甲氧基硅烷5份、二乙酸二丁基锡0.5份；混合溶剂由乙酸丁酯、5-甲基-2-己酮和丁酮肟以重量份比1:3:1组成。
26.一种高强度氟硅橡胶涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）将羟基封端聚二甲基硅氧烷、羟基氟硅油、混合溶剂加入到高速分散搅拌机中，在真空度-0.095mpa，转速2000r/min条件下高速分散30min，混得到均匀的混合胶料a；（2）向步骤（1）得到的混合胶料中加入纳米二氧化钛、纳米硫酸钡、疏水性气相二氧化硅，在2000r/min的条件下混合搅拌50min，搅拌分散均匀至状态均一，经3000目筛网过滤后得到混合胶料b；（3）向步骤（2）得到的混合胶料b中加入甲基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷，在2000r/min的条件下混合搅拌10min，然后再加入二乙酸二丁基锡，继续搅拌均匀后得到高强度的氟硅橡胶涂料。
27.实施例4一种高强度氟硅橡胶涂料，由以下重量份的原料组成：室温下黏度为60000~80000mpa
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s的羟基封端聚二甲基硅氧烷40份、室温下黏度为300～500mpa
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s的羟基氟硅
油20份、纳米二氧化钛8份、纳米硫酸钡8份、纳米碳酸钙8份、比表面积为200m2/g疏水性气相二氧化硅5份、混合溶剂20份、甲基三甲氧基硅烷8份、甲基三乙氧基硅烷2份、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷4份、3-氨丙基三甲氧基硅烷6份、辛酸亚锡0.4份、二乙酸二丁基锡0.2份；混合溶剂由乙酸丁酯、5-甲基-2-己酮和丁酮肟以重量份比1:2:1组成。
28.一种高强度氟硅橡胶涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）将羟基封端聚二甲基硅氧烷、羟基氟硅油、混合溶剂加入到高速分散搅拌机中，在真空度-0.095mpa，转速1200r/min条件下高速分散30min，混得到均匀的混合胶料a；（2）向步骤（1）得到的混合胶料中加入纳米硫酸钡、纳米碳酸钙、疏水性气相二氧化硅，在1500r/min的条件下混合搅拌40min，搅拌分散均匀至状态均一，经2000目筛网过滤后得到混合胶料b；（3）向步骤（2）得到的混合胶料b中加入甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷，在1800r/min的条件下混合搅拌10min，然后再加入辛酸亚锡、二乙酸二丁基锡，继续搅拌均匀后得到高强度的氟硅橡胶涂料。
29.实施例5一种高强度氟硅橡胶涂料，由以下重量份的原料组成：室温下黏度为60000~80000mpa
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s的羟基封端聚二甲基硅氧烷30份、室温下黏度为300～500mpa
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s的羟基氟硅油20份、纳米二氧化钛20份、纳米硫酸钡10份、纳米碳酸钙10份、比表面积为150~300m2/g疏水性气相二氧化硅4份、混合溶剂25份、甲基三乙酰氧基硅烷8份、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷7份、二月桂酸二丁基锡0.5份；混合溶剂由乙酸丁酯、5-甲基-2-己酮和丁酮肟以重量份比1:3:1组成。
30.一种高强度氟硅橡胶涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）将羟基封端聚二甲基硅氧烷、羟基氟硅油、混合溶剂加入到高速分散搅拌机中，在真空度-0.095mpa，转速2000r/min条件下高速分散30min，混得到均匀的混合胶料a；（2）向步骤（1）得到的混合胶料中加入纳米二氧化钛、纳米硫酸钡、纳米碳酸钙、疏水性气相二氧化硅，在1500r/min的条件下混合搅拌30min，搅拌分散均匀至状态均一，经3000目筛网过滤后得到混合胶料b；（3）向步骤（2）得到的混合胶料b中加入甲基三乙酰氧基硅烷、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷，在1500r/min的条件下混合搅拌10min，然后再加入二月桂酸二丁基锡，继续搅拌均匀后得到高强度的氟硅橡胶涂料。
31.对比例1对比例1提供一种高强度氟硅橡胶涂料及其制备方法，和实施例1的区别为：省去羟基氟硅油，其余均和实施例1相同。
32.对比例2对比例2提供一种高强度氟硅橡胶涂料及其制备方法，和实施例1的区别为：省去羟基封端聚二甲基硅氧烷，其余均和实施例1相同。
33.试验例力学性能试验：将上述实施例1~5及对比例1~2所制得涂料，按照标准规定分别涂覆在基材上，涂料附着力按照gb/t 9286-1998的规定，采用划格法进行测试，拉伸强度和断
裂伸长率按照gb/t 528-2009的规定进行测试。结果如表1所示。
34.疏水性试验：将上述实施例1~5及对比例1~2所制得涂料，分别涂覆在玻璃表面皿上，待其交联成膜并室温养护7d后，将涂膜置于接触角测试仪的平台上，测试涂膜与液体蒸馏水的接触角。结果如表1所示。
35.表1由表1可以看出，实施例1~5的涂料性能要优于对比例1~2。本发明添加的羟基封端聚二甲基硅氧烷和羟基氟硅油可发生缩聚反应，实现涂料室温条件下固化，涂膜强度高、力学性能好；并且通过调节羟基氟硅油的用量，可对氟硅橡胶涂料的疏水性能进行调节，涂膜接触角可达到125.75
°
。
36.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。