双组分快速固化环氧改性有机硅胶粘剂及其制备方法与流程

本发明属于有机硅材料，具体涉及双组分快速固化环氧改性有机硅胶粘剂及其制备方法。

背景技术：

1、目前，有机硅胶粘剂因其具有优异的耐候、耐高低温、耐酸碱等优异性能被广泛应用于航空航天、高铁、特高压、5g等领域中。有机硅胶粘剂按照组分分类，可以分为单组份和双组分胶。其中，双组分有机硅胶粘剂因具有更长的存储期、更快的固化速度等，在需要快速施工的场景中得到广泛的应用，对金属、塑料、玻璃等基材具有良好的粘接和密封性。

2、双组分缩合型室温硫化硅橡胶是最为常见的双组分有机硅胶粘剂，通常被用作建筑胶和结构胶使用。在使用时，将双组分按照一定的比例混合好，在基材上施胶后，依靠空气中的水分进行固化。但由于为湿气固化，在硅橡胶表面固化后，空气中的水分很难进入硅橡胶的内部，造成表面干较快，但深层固化速度依然较慢的情况出现。双组分缩合型室温硫化硅橡胶通常需要2-3天时间才能实现完全的深层固化。由于在短时间内无法实现内部的深层固化，造成硅橡胶的强度弱，在基材移动过程中容易出现胶条表面的褶皱或破坏，造成密封性能的下降。

3、为加强双组分缩合型室温硫化硅橡胶的深层固化速率，通常采用在由端羟基聚二甲基硅氧烷(107胶)、二甲基硅油、填料组成的a组分中添加少量水的方式进行调控。但a组分中的水存在诸多弊端，比如造成a组分不稳定、a/b混合后性能不可控等。发明专利(cn201110007065.5)以烷氧基硅烷和酮肟基硅烷的混合物或烷氧基-酮肟基杂化硅烷作为b组分中的交联剂，加强了深层固化速率。然而酮肟型硅酮胶被认为存在致癌风险，存在一定安全隐患。

4、随着时代的发展，施工过程中对急需快速固化的有机硅橡胶需求日益增加，如汽车要求施工后快速运输，因此对粘接范围与固化速度有很大要求。因此，研发一种双组分快速固化有机硅胶粘剂具有重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种双组分快速固化环氧改性有机硅胶粘剂，以加快传统双组分缩合型室温硫化硅橡胶的深层固化时间，提高施工效率。

2、本发明的另一个目的是提供一种双组分快速固化环氧改性有机硅胶粘剂的制备方法，采用双固化体系，在固化的过程中环氧固化和湿气固化同步进行，提高了固化速度，增加胶体强度，使其在短时间内即可达到较高的粘接性和密封效果，可广泛应用于各种场合的密封和粘接。

3、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

4、a组分

5、环氧烷氧封端聚二甲基硅氧烷100份；

6、二甲基硅油20-30份；

7、填料100-160份；

8、第一交联剂14-18份；

9、第二交联剂4-10份；

10、b组分

11、炭黑20-40份；

12、偶联剂0.1-2份；

13、第一催化剂0.1-0.5份；

14、第二催化剂0.1-1份。

15、所述的环氧烷氧封端聚二甲基硅氧烷的粘度为2000-100000mpa·s，优选的粘度为3000-80000mpa·s。

16、所述的环氧烷氧封端聚二甲基硅氧烷结构为：

17、ch2och-ch2-o-(ch2)3-si(och3)2[(ch3)2sio]n-(och3)2si-(ch2)3-o-ch2-ch och2；

18、所述的二甲基硅油的粘度为300mpa·s。

19、所述的环氧烷氧封端聚二甲基硅氧烷的制备由γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与羟基封端聚硅氧烷在磷腈碱的催化下，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与羟基封端聚硅氧烷按照甲氧基：羟基摩尔比为(3-6)：1，60-90℃反应1-5h制备而得。优选的，70℃反应3h。

20、所述的第一交联剂选自甲基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，正硅酸甲酯，正硅酸乙酯中的一种或多种。优选为甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷。

21、所述的第二交联剂为支链环氧硅油结构式为：

22、(ch3)3-si-o-[(ch3)2sio-(ch2ochch2och2ch2ch2ch2)2sio]m-si-(ch3)3。

23、所述的支链环氧硅油的粘度为300mpa·s。

24、环氧烷氧封端聚二甲基硅氧烷和支链环氧硅油均可通过粘度来限定其聚合度。

25、所需环氧硅油为环氧值0.4，环氧值0.6，环氧值0.8其中一种或多种。优选为环氧值0.6。

26、所述的第一催化剂为螯合锡。

27、所述的第二催化剂为三乙烯四胺，二乙烯三胺其中的一种或两种，优选的为二乙烯三胺。

28、所述的补强填料为：纳米碳酸钙、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、气相白炭黑和沉淀白炭黑中的至少一种。优选为纳米碳酸钙。

29、所述的偶联剂选自氨丙基三甲氧基硅烷，氨丙基三乙氧基硅烷，缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷其中的一种或多种。优选的为氨丙基三乙氧基硅烷。

30、本发明的有益效果为：

31、本发明将环氧固化和湿气固化进行结合，实现了双固化方式，达到了双组分有机硅胶粘剂的快速深层固化和快速起强度，并且通过环氧基团增加了有机硅胶的粘接强度。本发明通过以环氧烷氧基封端聚硅氧烷为基础胶，在硅氧烷的端基上同时存在环氧基团和烷氧基基团，以烷氧基硅烷和环氧硅油为双交联剂，在b组分中以螯合锡和胺类为双催化剂。环氧基团的引入不仅保留了有机硅胶体本身所拥有的优异性能，同时也使胶体具备了环氧的快速固化能力和粘接能力。本发明产物在固化过程中，氨基的多官能催化剂与环氧基团快速反应，形成一种延展性极强，结构稳定的交联网状结构。

32、本发明产物具有广泛的应用前景，可用于汽车、建筑、电子、航空等领域的密封和该发明粘接，为相关行业提供了一种高效、可靠、耐久的密封材料解决方案。同时，该发明也具有环保、节能和可持续发展的特点，对推动相关领域的技术进步和产业发展具有积极的意义。

技术特征：

1.一种双组分快速固化环氧改性有机硅胶粘剂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：

2.根据权利要求1所述的双组分快速固化环氧改性有机硅胶粘剂，其特征在于，所述的环氧烷氧封端聚二甲基硅氧烷的粘度为2000-100000mpa·s。

3.根据权利要求1所述的双组分快速固化环氧改性有机硅胶粘剂，其特征在于，所述的环氧烷氧封端聚二甲基硅氧烷是由γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与羟基封端聚硅氧烷在磷腈碱的催化下，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与羟基封端聚硅氧烷按照甲氧基：羟基摩尔比为(3-6)：1，于60-90℃反应1-5h制备而得。

4.根据权利要求1所述的双组分快速固化环氧改性有机硅胶粘剂，其特征在于，所述的第一交联剂选自甲基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，正硅酸甲酯，正硅酸乙酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的双组分快速固化环氧改性有机硅胶粘剂，其特征在于，所述的第二交联剂为支链环氧硅油，所需环氧硅油为环氧值0.4，环氧值0.6，环氧值0.8中一种或多种；所述的支链环氧硅油的粘度为300mpa·s。

6.根据权利要求1所述的双组分快速固化环氧改性有机硅胶粘剂，其特征在于，所述的第一催化剂为螯合锡。

7.根据权利要求1所述的双组分快速固化环氧改性有机硅胶粘剂，其特征在于，所述的第二催化剂选自三乙烯四胺，二乙烯三胺中的一种或两种。

8.根据权利要求1所述的双组分快速固化环氧改性有机硅胶粘剂，其特征在于，所述的填料为：纳米碳酸钙、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、气相白炭黑和沉淀白炭黑中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的双组分快速固化环氧改性有机硅胶粘剂，其特征在于，所述的偶联剂选自氨丙基三甲氧基硅烷，氨丙基三乙氧基硅烷，缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷其中的一种或多种。

10.根据权利要求1-9任一所述的双组分快速固化环氧改性有机硅胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明属于有机硅材料技术领域，具体涉及双组分快速固化环氧改性有机硅胶粘剂及其制备方法。双组分快速固化环氧改性有机硅胶粘剂的制备，包括以下原料：环氧烷氧封端聚二甲基硅氧烷100份，二甲基硅油20‑30份，填料100‑160份，第一交联剂14‑18份，第二交联剂4‑10份，炭黑20‑40份，第一催化剂0.1‑0.5份，第二催化剂0.1‑1份。本发明涉及环氧、湿气双固化体系，解决了有机硅胶粘剂深层固化速度慢，强度起效慢等难题。技术研发人员：张建,杨学敏,闫畅通,窦国梁,曾军豪受保护的技术使用者：山东共聚有机硅技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18