单组份快速固化环氧改性有机硅胶及制备方法与流程

本发明属于有机硅材料，具体涉及单组份快速固化环氧改性有机硅胶及制备方法。

背景技术：

1、室温硫化硅橡胶具备优异的耐候性、耐老化性、耐化学腐蚀性、耐高温性、耐低温性、电气绝缘性等特点，在建筑、汽车、航空航天、电子等领域得到了广泛的应用。其中，室温硫化硅橡胶按照组分分类，主要分为单组份和双组分。单组份室温硫化硅橡胶是将基础胶、交联剂、填料、催化剂、增塑剂、增粘剂等放到一个组分中，具有使用方便的优点。但相较于双组分室温硫化硅橡胶，单组份室温硫化硅橡胶的存储稳定性差，深层固化慢。由于室温硫化硅橡胶为湿气固化，依靠空气中的水分进行固化。然而，在硅橡胶表面固化后，形成较为致密的结构，造成水难以进入硅橡胶的内部，深层固化速率慢。单组份室温硫化硅橡胶的深层固化速率为2-3mm/24h，这给需要快速施工的场合带来不便。

2、人们也尝试过采用其他途径提高单组份室温硫化硅橡胶的深层固化，例如发明专利(cn201410000528.9)在脱醇型透明硅酮密封胶中分别加入吸水性材料和透气性材料，提高整体固化性能，通过吸水性材料吸附空气中的水分，从而加强体系对反应物水分的吸收；通过加入透气性材料，在交联产物的致密结构中形成毛细孔径和通道，有利于反应物水分的进入和生成物甲醇的释放，从而提高交联速度。发明专利(cn202211337440.7)通过添加复合快固型交联剂及催化剂使物料暴露在空气中能够快速固化，所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷中的二种或三种。但深层固化的速率仍然不太理想，无法达到快速施工的要求。

技术实现思路

1、根据以上现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种单组份快速固化环氧改性有机硅胶，以克服传统单组份室温硫化硅橡胶固化时间长的缺点，提高施工效率。

2、本发明的另一个目的在于提供一种单组份快速固化环氧改性有机硅胶的制备方法，采用湿气-环氧双固化的新型固化方式，提高了固化速度，使其在短时间内即可达到较高的强度，可广泛应用于各种场合的密封和粘接。

3、本发明是采用以下的技术方案实现的：

4、所述的单组份快速固化环氧改性有机硅胶，由以下重量份的原料制成：

5、环氧烷氧封端聚二甲基硅氧烷100份；

6、端侧环氧硅油10-15份；

7、填料100-160份；

8、交联剂6-10份；

9、增粘剂0.1-2份；

10、螯合锡0.1-1份；

11、催化剂1-5份。

12、所述的环氧烷氧封端聚二甲基硅氧烷的粘度为5000-100000mpa·s，优选的粘度为10000-90000mpa·s。

13、所述的环氧烷氧封端聚二甲基硅氧烷的结构为：

14、ch2och-ch2-o-(ch2)3-si(och3)2[(ch3)2sio]n-(och3)2si-(ch2)3-o-ch2-choch2；环氧烷氧封端聚二甲基硅氧烷可通过粘度来限定其聚合度。

15、所述的端侧环氧硅油的粘度为300mpa·s。

16、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进行反应，在60-90℃下，反应1-5h制备而得。

17、所述的交联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷，甲基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种。优选为乙烯基三甲氧基硅烷，甲基三甲氧基硅烷。

18、所述的端侧环氧硅油的环氧值为0.3、0.6、0.9中的一种或多种。优选为环氧值0.6。

19、所述的催化剂为二乙烯三胺和甲基异丁酮按照摩尔比1：3反应生成的酮亚胺。

20、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。优选为纳米碳酸钙。

21、所述的增粘剂选自缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、1,3,5-三(三甲氧基硅丙基)聚异氰酸酯中的一种或两种。优选的为1,3,5-三(三甲氧基硅丙基)聚异氰酸酯。

22、所述的单组份快速固化环氧改性有机硅胶的制备方法，包括以下步骤：

23、首先将环氧烷氧封端聚二甲基硅氧烷和填料加入高速分散机内，真空度为-0.1mpa的条件下脱水60-120分钟共混得基料；其次，将交联剂、端侧环氧硅油加入高速分散机，真空脱低搅拌20-40分钟；最后，将螯合锡、催化剂、增粘剂加入高速分散机，真空脱低搅拌30-60分钟，即得。

24、本发明的有益效果为：

25、本发明创新性的采用湿气-环氧双固化方式，实现了在空气中水作用下的室温硫化硅橡胶的快速深层固化和快速起强度，大大提高了施工的速率。本发明以环氧烷氧基封端聚硅氧烷为基础胶，以环氧硅油为功能助剂，以螯合锡作为湿气固化催化剂，以醛亚胺作为环氧固化的催化剂，大大提高了固化的速率。为保障单组份的存储稳定性，本发明采用潜固型固化剂为环氧基团的固化剂。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：

1.一种单组份快速固化环氧改性有机硅胶，其特征在于，由以下重量份的原料制成：

2.根据权利要求1所述的单组份快速固化环氧改性有机硅胶，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5000-100000mpa·s。

3.根据权利要求1所述的单组份快速固化环氧改性有机硅胶，其特征在于，所述的端侧环氧硅油的粘度为300mpa·s。

4.根据权利要求1所述的单组份快速固化环氧改性有机硅胶，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，在60-90℃下，反应1-5h制备而得。

5.根据权利要求1所述的单组份快速固化环氧改性有机硅胶，其特征在于，所述的交联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷，甲基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的单组份快速固化环氧改性有机硅胶，其特征在于，所述的端侧环氧硅油的环氧值为0.3、0.6、0.9中一种或多种。

7.根据权利要求1所述的单组份快速固化环氧改性有机硅胶，其特征在于，所述的催化剂为二乙烯三胺和甲基异丁酮按照摩尔比1：3反应生成的酮亚胺。

8.根据权利要求1所述的单组份快速固化环氧改性有机硅胶，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所述的单组份快速固化环氧改性有机硅胶，其特征在于，所述的增粘剂选自缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、1,3,5-三(三甲氧基硅丙基)聚异氰酸酯中的一种或两种。

10.一种权利要求1-9任一所述的单组份快速固化环氧改性有机硅胶的制备方法，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，具体涉及单组份快速固化环氧改性有机硅胶及制备方法。单组份室温硫化硅橡胶可以快速深层固化。单组份快速固化环氧改性有机硅胶，包括以下制备原料：环氧烷氧封端聚二甲基硅氧烷100份，端侧环氧硅油(300mPa·s)10‑15份，填料100‑160份，交联剂6‑10份，增粘剂0.1‑2份，螯合锡0.1‑1份，催化剂1‑5份。本发明涉及环氧、湿气双固化体系方法所得，解决了有机硅胶固化速度慢，强度起效慢等难题。技术研发人员：张建,李海霞,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