一种硅酮密封胶及其制备方法

技术领域

本申请涉及硅酮胶的领域，更具体地说，它涉及一种硅酮密封胶及其制备方法。

背景技术

硅酮密封胶可以分为脱酮肟型、脱酸型、脱醇型、脱酰胺型、脱丙酮型、脱羟胺型等，目前，国内建材市场常用的硅酮密封胶有脱酸型、脱酮肟型和脱醇型三大类。

其中，脱酮肟型硅酮密封胶的储存性能稳定，粘结牢固，在建筑材料连接中的应用最为广泛。但是，很多采用硅酮密封胶连接的建筑材料都是位于室外的，在室外环境中的时候，用于连接建筑材料的硅酮密封胶不仅要经受高温的考验，还要经受经雨水的考验。

然而，目前大部分硅酮密封胶的耐温变性能以及耐水性能都较差，当其长时间日晒雨淋的时候，硅酮密封胶与建筑材料之间的粘结性能将降低，使得建筑材料间的密封性能变差，从而需要经常建筑材料进行修补或更换，这样会增加建筑垃圾的产生，容易对环境造成污染。

发明内容

为了提高硅酮密封胶在室外条件下的耐用性能，减少建筑垃圾的产生，达到节能环保的母目的，本申请提供一种硅酮密封胶及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种硅酮密封胶，采用如下的技术方案：

一种硅酮密封胶，由包括以下重量份的原料制成：

室温硫化硅橡胶：40-50份

甲基三丁酮肟基硅烷：4-6份

乙烯基三丁酮肟基硅烷：0.5-0.8份

催化剂：0.03-0.05份

纳米碳酸钙：40-45份

铈改性锌铝合金粉：0.1-0.3份

陶瓷粉：5.5-7.5份。

通过采用上述技术方案，铈改性铝合金粉与陶瓷粉相互配合，能够提高硅酮密封胶的耐温变性能和耐水性能，当采用硅酮密封胶连接的物体需要长期在室外停留的时候，可以提高硅酮密封胶在室外条件下的耐用性能，有利于延长硅酮密封胶的使用寿命，可以减少建筑垃圾的产生，具有节能环保的效果。

优选的，所述铈改性锌铝合金粉的制备方法如下：

将20重量份的锌铝合金熔融后，加入3.2-5.6重量份二氧化铈，待二氧化铈熔融后搅拌均匀，然后冷却、粉碎，即可得到铈改性锌铝合金粉，其中，所述锌铝合金中锌与铝的重量比为1：（3-4）。

通过采用上述技术方案，采用锌与铝的重量比为1：（3-4）的锌铝合金制备铈改性锌铝合金粉，能够提高锌铝合金的耐温变性能和耐水性能。

优选的，所述锌铝合金中锌与铝的重量比为1：3.5。

通过采用上述技术方案，锌铝合金中锌与铝的重量比为1:3.5时，采用该锌铝合金制得的铈改性锌铝合金粉与陶瓷粉具有较好的协同作用，能够进一步提高的硅酮密封胶的耐温变性能与耐水性能。

优选的，所述铈改性锌铝合金粉的平均粒径为4.3-5.6㎛。

通过采用上述技术方案，当铈改性锌铝合金粉的平均粒径为4.3-5.6㎛时，铈改性锌铝合金粉的分散性能较好，从而使得铈改性锌铝合金粉与陶瓷粉的协同效果进一步提高，有利于提高硅酮密封胶的耐温变性能和耐水性能。

优选的，所述陶瓷粉为改性陶瓷粉，所述改性陶瓷粉的制备方法如下：

往80重量份的陶瓷粉中加入7.2-8.9重量份纳米二氧化钛，以620-760rad/min的球磨速度球磨1-2h，即可得到改性陶瓷粉。

通过采用上述技术方案，当采用上述改性陶瓷粉代替陶瓷粉时，能够得改善硅酮密封胶的耐腐蚀性能，从而增强硅酮密封胶在室外环境的适用性。

优选的，所述铈改性锌铝合金粉与改性陶瓷粉的重量比为(30-33)：1。

通过采用上述技术方案，当铈改性锌铝合金与改性陶瓷粉的重量比为(30-33)：1时，能够进一步提高硅酮密封胶的耐腐蚀性能，使得硅酮密封胶适用于室外的环境。

优选的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二甲氧基二丁基锡、二丁基氧化锡中的任意一种或几种的组合物。

通过采用上述技术方案，二月桂酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二甲氧基二丁基锡、二丁基氧化锡能够在室温状态下促进交联作用，从而提高硅酮密封胶的生产速度。

优选的，还包括增粘剂，所述增粘剂的重量份为1-2份。

通过采用上述技术方案，加入增粘剂能够提高硅酮密封胶的剥离强度，从而提高硅酮密封胶的粘接能力，有利于提高硅酮密封胶的密封效果。

第二方面，本申请提供一种硅酮密封胶的制备方法，采用如下的技术方案：

一种硅酮密封胶的制备方法，包括以下步骤：

S1：将纳米碳酸钙、铈改性锌铝合金粉以及陶瓷粉均匀混合后，得到预混料；

S2：将预混料以280-360rad/min的球磨速度球磨1.2-1.5h，得到改性填料；

S3：将室温硫化硅橡胶与改性填料混合，然后升温至100-110℃，脱水1-2h，得到基础混合物；

S4：将基础混合物降温至70-80℃，加入甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷以及催化剂，搅拌15-30min，即可得到硅酮密封胶。

通过采用上述技术方案，先混合纳米碳酸钙、铈改性锌铝合金粉以及陶瓷粉并球磨后，得到改性填料，该改性填料可以提高硅酮密封剂的耐温变性能以及耐水性能，使得硅酮密封胶在恶劣环境中也可以具有较好的使用性能，提高了硅酮密封胶的适用性；另外，上述方法使得各原料分散较为均匀，从而使得硅酮密封胶的性能较佳，制备的硅酮密封胶质量较好，不易出现分散不匀导致存在大量固体颗粒的情况。

优选的，所述S4步骤中还混合有增粘剂。

通过采用上述技术方案，在S4步骤中加入增粘剂，增粘剂可以提高硅酮密封胶的剥离强度，从而提高硅酮密封胶的粘接能力，有利于提高硅酮密封胶的密封效果。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、铈改性铝合金粉与陶瓷粉相互配合，能够提高硅酮密封胶的耐温变性能和耐水性能，当采用硅酮密封胶连接的物体需要长期在室外停留的时候，可以提高硅酮密封胶在室外条件下的耐用性能，有利于延长硅酮密封胶的使用寿命，可以减少建筑垃圾的产生，具有节能环保的效果。

2、采用锌与铝的重量比为1：（3-4）的锌铝合金制备铈改性锌铝合金粉，能够提高锌铝合金的耐温变性能和耐水性能。

3、采用改性陶瓷粉代替陶瓷粉时，能够得改善硅酮密封胶的耐腐蚀性能，从而增强硅酮密封胶在室外环境的适用性。

具体实施方式

以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。

本申请所涉及的原料均为市售，其中：

室温硫化硅橡胶采用湖北新四海化工股份有限公司出售的107室温硫化硅橡胶；

甲基三丁酮肟基硅烷武汉华翔科洁生物科技有限公司出售的甲基三丁酮肟基硅烷22984-54-9；

乙烯基三丁酮肟基硅烷采用武汉欣欣佳丽生物科技有限公司出售的乙烯基三丁酮肟基硅烷2224-33-1；

催化剂采用山东开普勒生物科技有限公司出售的二月桂酸二丁基锡；

陶瓷粉采用安徽上美恒纳米材料有限公司出售的陶瓷粉PT-TC68；

增粘剂采用广德巴德士化工有限公司出售的松香树脂BD-3670。

实施例

实施例1

一种硅酮密封胶，其制备方法包括以下步骤：

S1：将40kg纳米碳酸钙、0.1kg平均粒径为1.0-3.0㎛的铈改性锌铝合金粉以及5.5kg陶瓷粉均匀混合后，得到预混料；

本实施例中，铈改性锌铝合金粉的制备方法为：将20kg的锌铝合金熔融后，加入3.2kg二氧化铈，待二氧化铈熔融后，搅拌均匀，然后冷却、粉碎，即可得到铈改性锌铝合金粉；本实施例中，锌铝合金中锌与铝的重量比为1：1；

S2：将上述预混料以280rad/min的球磨速度球磨1.5h，得到改性填料；

S3：往上述改性填料中加入40kg室温硫化硅橡胶，均匀混合后，然后升温至100℃，脱水1h，得到基础混合物；

S4：将上述基础混合物降温至70℃，然后往上述基础混合物中加入4kg甲基三丁酮肟基硅烷、0.5kg乙烯基三丁酮肟基硅烷以及0.03kg催化剂，搅拌15min，即可得到硅酮密封胶；本实施例中，催化剂采用二月桂酸二丁基锡。

实施例2

一种硅酮密封胶，其制备方法为：

S1：将42.5kg纳米碳酸钙、0.1kg平均粒径为1.0-3.0㎛的铈改性锌铝合金粉以及6.5kg陶瓷粉均匀混合后，得到预混料；

本实施例中，铈改性锌铝合金粉的制备方法为：将20kg的锌铝合金熔融后，加入4.8kg二氧化铈，待二氧化铈熔融后，搅拌均匀，然后冷却、粉碎，即可得到铈改性锌铝合金粉；本实施例中，锌铝合金中锌与铝的重量比为1：3；

S2：将上述预混料以320rad/min的球磨速度球磨1.2h，得到改性填料；

S3：往上述改性填料中加入45kg室温硫化硅橡胶，均匀混合后，然后升温至105℃，脱水1h，得到基础混合物；

S4：将上述基础混合物降温至75℃，然后往上述基础混合物中加入5kg甲基三丁酮肟基硅烷、0.65kg乙烯基三丁酮肟基硅烷以及0.04kg催化剂，搅拌15min，即可得到硅酮密封胶；本实施例中，催化剂采用二月桂酸二丁基锡。

实施例3

一种硅酮密封胶，其制备方法为：

S1：将45kg纳米碳酸钙、0.3kg平均粒径为1.0-3.0㎛的铈改性锌铝合金粉以及7.5kg陶瓷粉均匀混合后，得到预混料；

本实施例中，铈改性锌铝合金粉的制备方法为：将20kg的锌铝合金熔融后，加入5.6kg二氧化铈，待二氧化铈熔融后，搅拌均匀，然后冷却、粉碎，即可得到铈改性锌铝合金粉；本实施例中，锌铝合金中锌与铝的重量比为1：5；

S2：将上述预混料以360rad/min的球磨速度球磨1.2h，得到改性填料；

S3：往上述改性填料中加入50kg室温硫化硅橡胶，均匀混合后，然后升温至110℃，脱水2h，得到基础混合物；

S4：将上述基础混合物降温至80℃，然后往上述基础混合物中加入6kg甲基三丁酮肟基硅烷、0.8kg乙烯基三丁酮肟基硅烷以及0.05kg催化剂，搅拌15min，即可得到硅酮密封胶；本实施例中，催化剂采用二月桂酸二丁基锡。

实施例4

一种硅酮密封胶，与实施例2的区别在于：

S1步骤中，锌铝合金中锌与铝的重量比为1：3.5。

实施例5

一种硅酮密封胶，与实施例2的区别在于：

S1步骤中，锌铝合金中锌与铝的重量比为1：4。

实施例6

一种硅酮密封胶，与实施例4的区别在于：

S1步骤中，采用平均粒径为4.3-5.6㎛的铈改性锌铝合金粉。

实施例7

一种硅酮密封胶，与实施例4的区别在于：

S1步骤中，采用平均粒径为9.2-10.8㎛的铈改性锌铝合金粉。

实施例8

一种硅酮密封胶，与实施例6的区别在于：

S1步骤中的陶瓷粉采用等量的改性陶瓷粉代替，改性陶瓷粉的制备方法如下：

往80kg的陶瓷粉中加入7.2kg纳米二氧化钛，以620rad/min的球磨速度球磨2h，得到改性陶瓷粉。

实施例9

一种硅酮密封胶，与实施例6的区别在于：

S1步骤中,陶瓷粉采用等量的改性陶瓷粉代替，改性陶瓷粉的制备方法如下：

往80kg的陶瓷粉中加入8.9kg纳米二氧化钛，以760rad/min的球磨速度球磨1h，得到改性陶瓷粉。

实施例10

一种硅酮密封胶，与实施例9的区别在于：

S1步骤中,S1步骤中,铈改性锌铝合金粉为6kg，改性陶瓷粉为0.2kg，即铈改性锌铝合金粉与改性陶瓷粉的重量比为30：1。

实施例11

一种硅酮密封胶，与实施例9的区别在于：

S1步骤中,铈改性锌铝合金粉为6.6kg，改性陶瓷粉为0.2kg，即铈改性锌铝合金粉与改性陶瓷粉的重量比为33：1。

实施例12

一种硅酮密封胶，与实施例11的区别在于：

S4步骤中，还混合有1.5kg增粘剂。

对比例

对比例1

一种硅酮密封胶，与实施例2的区别在于：

步骤S1中，铈改性锌铝合金粉采用等量的锌铝合金粉代替。

对比例2

步骤S1中，陶瓷粉采用等量的沸石粉代替。

对比例3

步骤S1中，铈改性锌铝合金粉采用等量的锌铝合金粉代替，陶瓷粉采用等量的沸石粉代替。

检测方法/试验方法

分别采用上述实施例1-12与对比例1-3中制得的硅酮密封胶将两块形状大小、材质一直的玻璃基板粘结在一起，两玻璃基板之间的硅酮密封胶的厚度均为1.5mm，放置相同的时间，使得硅酮密封胶固化后，得到若干待测样品。

（1）耐温变性能：

将其中一组上述待测样品置于25℃的恒温条件下放置14天，然后取出，根据国家标准GB/T 13477.18-2002《建筑密封材料试验方法 第18部分 剥离粘结性的测定》来测试各样品的剥离强度；然后将另一组上述待测样品置于温度处于变化状态的环境中放置相同的时间，然后，每天的凌晨12点至当天下午16:00时，温度从室温开始，以3℃/h的升温速率逐渐升高，当天下午16：00至第二天的凌晨12:00这段时间，停止升温，并通风使待测样品冷却至室温；14天后，将待测样品取出，根据国家标准GB/T 13477.18-2002《建筑密封材料试验方法 第18部分 剥离粘结性的测定》来测试各样品的剥离强度。对比两者的剥离强度下降率，下降率越高，则说明硅酮密封胶的耐温变性能越差。

耐水性能：

将其中一组待测样品喷水养护14天后，根据国家标准GB/T 13477.18-2002《建筑密封材料试验方法 第18部分 剥离粘结性的测定》来测试待测样品的剥离强度，并与上述恒温状态下测得的样品的玻璃强度进行比较，当下降率越低时，硅酮密封胶的耐水性能越好。

耐腐蚀性能：

将其中一组待测样品喷盐雾养护14天后，根据国家标准GB/T 13477.18-2002《建筑密封材料试验方法 第18部分 剥离粘结性的测定》来测试待测样品的剥离强度，并与上述恒温状态下测得的样品的玻璃强度进行比较，当下降率越低时，硅酮密封胶的耐腐蚀性能越好。

表1 实施例1-12与对比例1-3中制得的硅酮密封胶的性能数据

注：表1中的耐温变性能、耐水性能与耐腐蚀性能均表示剥离强度的下降率。

结合实施例2和对比例1-3并结合表1可以看出，与实施例2相比，对比例1中的铈改性锌铝合金粉被锌合金粉代替，对比例2中的陶瓷粉被沸石粉代替，对比例3中的铈改性锌铝合金粉被锌合金粉代替、陶瓷粉被沸石粉代替，从表1中的数据可以看出，对比例1-3中硅酮密封胶的耐温变性能以及耐腐蚀性能均大大低于实施例2中硅酮密封胶的数值，说明铈改性铝合金粉与陶瓷粉具有协同作用，能够提高硅酮密封胶的耐温变性能和耐水性能，可以提高硅酮密封胶在室外条件下的耐用性能，有利于延长硅酮密封胶的使用寿命，可以减少建筑垃圾的产生，具有节能环保的效果。

结合实施例2与实施例4-5并结合表1可以看出，实施例2中锌铝合金中锌与铝的重量比为1:3，实施例4中锌铝合金中锌与铝的重量比为1:3.5，实施例5中锌铝合金中锌与铝的重量比为1:4；从表1中的数据可以看出，锌铝合金中锌与铝的重量比为1:3.5时，采用该锌铝合金制得的铈改性锌铝合金粉与陶瓷粉具有较好的协同作用，能够进一步提高的硅酮密封胶的耐温变性能与耐水性能。

结合实施例4与实施例6-7并结合表1可以看出，实施例4与实施例6-7的不同之处在于：铈改性锌铝合金粉的平均粒径不同，其中，当铈改性锌铝合金粉的平均粒径为4.3-5.6㎛时，铈改性锌铝合金粉的分散性能较好，从而使得铈改性锌铝合金粉与陶瓷粉的协同效果进一步提高，有利于提高硅酮密封胶的耐温变性能和耐水性能。

结合实施例6与实施例8-9并结合表1可以看出，实施例8-9中的陶瓷粉采用改性陶瓷粉，改性陶瓷粉与铈改性锌铝合金粉具有协同作用，不仅能够提高硅酮密封胶的耐温变性能以及耐水性能，还可以提高硅酮密封胶的耐腐蚀性能。

结合实施例9-11并结合表1可以看出，实施例9-11的不同之处在于：铈改性锌铝合金粉与改性陶瓷粉的重量比不同，其中，当铈改性锌铝合金与改性陶瓷粉的重量比为(30-33)：1时，能够进一步提高硅酮密封胶的耐腐蚀性能，使得硅酮密封胶适用于室外的环境。

结合实施例11-12并结合表1可以看出，实施例12中加入了增粘剂，增粘剂的加入能够提高硅酮密封胶的剥离强度，从而提高硅酮密封胶的粘接能力，有利于提高硅酮密封胶的密封效果。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。