室温脱醇硅酮胶粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种室温脱醇硅酮胶粘剂及其制备方法，所述室温脱醇硅酮胶粘剂，按质量份数计算，包括70～90质量份的基胶、1～5质量份的交联剂1、1～5质量份的交联剂2、3～10质量份的交联剂3、1～15质量份的偶联剂；其中，基胶包括50～70质量份的端羟基聚二有机基硅氧烷、0.5～3质量份的气相二氧化硅和30～50质量份的碳酸钙；交联剂1为二乙胺基甲基三乙氧基硅烷；交联剂2为二氯甲基三乙氧硅烷；交联剂3为四乙氧基硅烷；偶联剂为KH550、KH560、KH570中的两种或三种组合。本发明专利技术通过对特定组份及含量优化处理，制备了表干速度、硫化速度和强度、粘结性能均优异的室温脱醇硅酮胶粘剂。

Room temperature dealcoholized silicone adhesive and its preparation

【技术实现步骤摘要】
室温脱醇硅酮胶粘剂及其制备方法
本专利技术涉及硅酮胶粘剂领域，更具体地，涉及一种室温脱醇硅酮胶粘剂及其制备方法。
技术介绍
胶粘剂属于六大高分子材料(胶粘剂、涂料、塑料、橡胶、纤维、高分子基复合材料)之一，主要分为硅酮胶粘剂、环氧树脂类胶粘剂、丙烯酸类胶粘剂、聚氨酯类胶粘剂、合成橡胶类胶粘剂五大类，其中，硅酮胶粘剂以硅-氧链节(-Si-O-)为主链，侧链则通过各种有机基团与硅原子相连，因此，又称有机硅或聚硅氧烷胶粘剂。硅酮胶粘剂的固化机理为线性有机硅聚合物与交联剂交联固化形成三维网状结构，在耐高温、耐候性、电气绝缘性、不易燃等方面较其它类胶粘剂具有突出的优势，广泛应用于建筑、电子电器等行业。硅酮胶粘剂按固化温度可分为室温固化和加热固化两种类型，每种类型按固化机理分为缩合固化和加成固化两种，缩合固化即有机硅聚合物与交联剂发生缩合反应，生成固化后的硅胶和副产物，固化过程中需要水气；加成固化即有机硅聚合物与交联剂发生加成反应，固化过程中不需要水气，也不产生副产物。室温缩合固化类硅酮胶粘剂按固化脱除基团可分为脱醇型、脱醋酸型、脱酮肟型，其中，脱醇型硅酮胶粘剂由于在交联固化过程中释放出无毒无腐蚀性的小分子醇类，且对基材无腐蚀性，无需高温固化，操作便利，成为防水防潮封装工艺的第一选择，但是，脱醇型硅酮胶粘剂硫化速度慢，且粘结性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种粘结性改善且硫化速度快的室温脱醇硅酮胶粘剂。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种室温脱醇硅酮胶粘剂，按质量份数计算，包括70～90质量份的基胶、1～5质量份的交联剂1、1～5质量份的交联剂2、3～10质量份的交联剂3、0.3～5质量份的偶联剂1和0.3～5质量份的偶联剂2；其中，所述基胶包括50～70质量份的端羟基聚二有机基硅氧烷、0.5～3质量份的疏水性气相二氧化硅和30～50质量份的有机物包覆处理改性的碳酸钙；所述交联剂1为二乙胺基甲基三乙氧基硅烷，其分子式为C11H27NO3Si；所述交联剂2为二氯甲基三乙氧硅烷，其分子式为C7H16Cl2O3Si；所述交联剂3为四乙氧基硅烷，其分子式为C8H20O4Si；所述偶联剂1为KH550；所述偶联剂2为KH560；所述端羟基聚二有机基硅氧烷包含两种或两种以上粘度不同的端羟基聚二有机基硅氧烷。优选地，还包括0.3～5质量份的偶联剂3，所述偶联剂3为KH570。上述端羟基聚二有机基硅氧烷为构成胶粘剂的基础有机硅聚合物，主要提供硅-氧链节(-Si-O-)的主链，侧链则通过各种有机基团与硅原子相连，通过不同高低粘度配合，可以使端羟基聚二有机基硅氧烷的综合性能达到最好。优选地，所述端羟基聚二有机基硅氧烷为α，ω-二羟基聚二有机基硅氧烷，所述α，ω-二羟基聚二有机基硅氧烷在25℃下的粘度范围为8000～200000mPa·s，所述α，ω-二羟基聚二有机基硅氧烷具有如下通式表示的结构：R1aR2bSiO(4-a-b)/2，其中，R1为甲基；R2为羟基；a的取值范围为1.8<a<2.5，b的取值范围为0<b<0.6。优选地，所述端羟基聚二有机基硅氧烷的羟基质量分数含量范围为6％～12％，羟基质量分数太低，体系的粘度偏大，不利于无机物粉体的分散；质量分数太高，端羟基聚二有机基硅氧烷的分子量太低，基胶的物理性能太差。上述气相二氧化硅和碳酸钙为补强填料，属于无机物，单纯的基础有机硅聚合物的机械强度和抗拉伸强度都很弱，无实用价值，需要通过增加补强填料提高机械强度和抗拉伸强度，避免出现开裂现象。由于气相二氧化硅和碳酸钙的粒度不同，气相二氧化硅一般为纳米级，碳酸钙一般为微米级，本专利技术采用不同粒度的补强填料，不仅可以增强补强强度，而且增加填料在基础有机硅聚合物中的分散度，避免粒径过小的气相二氧化硅在制备过程中自发的自聚合反应。由于上述补强填料为无机物，为了增强无机物在有机硅聚合物中的分散度，优选地，采用疏水性的气相二氧化硅，以及采用有机物包覆处理改性的碳酸钙，进一步地，可以通过缩小粒径以及增加比表面积的方法增强与有机硅聚合物的结合力和分散度，优选地，所述疏水性气相二氧化硅的比表面积为200m2/g～400m2/g，粒径为5nm～200nm；所述有机物包覆处理改性的碳酸钙的粒径为0.1um～10um。优选地，所述疏水性气相二氧化硅为经二甲基二氯硅烷改性处理所述气相二氧化硅获得，处理过的二氧化硅具有较高的触变性和补强性。优选地，所述碳酸钙为表面经过钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、硬脂酸或铝酸酯偶联剂等有机物包覆处理改性，未处理的碳酸钙与树脂的相容性较差，容易造成碳酸钙在高聚物基料中分散不均，降低材料的机械强度，同时，随着时间的延长，由于碳酸钙与树脂硅油的密度不同，碳酸钙会在体系中沉降下来，导致分层。在固化过程中，上述交联剂与基础有机硅聚合物发生脱醇缩合硫化反应，形成三维网状结构，硫化时间过短，硫化程度不足，硫化时间过长，硫化程度过高，只有适宜的硫化程度，才能保证最佳的综合性能。固化过程可分为初固化、基本固化和后固化三个时间段，初固化即胶粘剂经过一段时间达到一定的强度，胶表面已固化不发黏，即表干时间，此时，胶的内聚强度及粘附性能均很低，基本固化即大部分胶已参加反应，并达到一定的交联程度，后固化则为进一步补充固化，消除内应力，现有技术中的后固化阶段通常需要较长时间，大约几天时间。交联剂的选择对胶粘剂整体的硫化速度和粘结强度具有决定性作用。本专利技术选择三种不同硫化速度和硫化强度的交联剂互相配合，交联剂1硫化速度快，交联剂2硫化速度慢，一快一慢搭配，可以达到最佳的硫化速度和硫化强度，交联剂3含有Q结构的链节，可以增强胶粘剂整体的强度，避免在后固化过程中内应力过大导致的开裂现象，降低后固化阶段的时间，因此，上述三种交联剂互相配合，达到最佳的硫化速度和硫化强度，将整个固化时间缩短到1h甚至30min以内，并且不会产生内应力过大造成的开裂现象。上述偶联剂中的环氧基、氨基、酰氧基等有机基团，可以与胶粘剂中的羟基聚二甲基硅氧烷中有机官能团发生化学结合，偶联剂中的甲氧基、乙氧基易水解成硅醇与无机材料(尤其是陶瓷、玻璃)等表面的氧化物及羟基反应，生成稳定的硅氧键。因此，通过使用上述偶联剂，可在无机物质和有机物质的截面之间架起“分子桥”，把两种性质完全不同的材料连接在一起，这样就有效地改善了界面层的粘结强度。所述基胶还可以包括0.5～3质量份的颜料等。本专利技术还公开了上述室温脱醇硅酮胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：制备基胶：分别称取上述的配比的端羟基聚二有机基硅氧烷、疏水性气相二氧化硅和有机物包覆处理改性的碳酸钙，混合、研磨，之后，在真空条件下，在100℃～150℃的温度下热处理1h～5h，冷却至室温，得到基胶。具体的，分别称取上述的配比的端羟基聚二有机基硅氧烷、疏水性气相二氧化硅和有机物包覆处理改性的碳酸钙混合后，用研磨机研磨2～3遍后，转移至捏合机中，在真空-0.04～-0.1MPa下，在100℃～150℃热处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室温脱醇硅酮胶粘剂，其特征在于，按质量份数计算，包括70～90质量份的基胶、1～5质量份的交联剂1、1～5质量份的交联剂2、3～10质量份的交联剂3、0.3～5质量份的偶联剂1和0.3～5质量份的偶联剂2；/n其中，所述基胶包括50～70质量份的端羟基聚二有机基硅氧烷、0.5～3质量份的疏水性气相二氧化硅和30～50质量份的有机物包覆处理改性的碳酸钙；/n所述交联剂1为二乙胺基甲基三乙氧基硅烷；/n所述交联剂2为二氯甲基三乙氧硅烷；/n所述交联剂3为四乙氧基硅烷；/n所述偶联剂1为KH550；/n所述偶联剂2为KH560；/n所述端羟基聚二有机基硅氧烷包含两种或两种以上粘度不同的端羟基聚二有机基硅氧烷。/n

【技术特征摘要】
1.一种室温脱醇硅酮胶粘剂，其特征在于，按质量份数计算，包括70～90质量份的基胶、1～5质量份的交联剂1、1～5质量份的交联剂2、3～10质量份的交联剂3、0.3～5质量份的偶联剂1和0.3～5质量份的偶联剂2；
其中，所述基胶包括50～70质量份的端羟基聚二有机基硅氧烷、0.5～3质量份的疏水性气相二氧化硅和30～50质量份的有机物包覆处理改性的碳酸钙；
所述交联剂1为二乙胺基甲基三乙氧基硅烷；
所述交联剂2为二氯甲基三乙氧硅烷；
所述交联剂3为四乙氧基硅烷；
所述偶联剂1为KH550；
所述偶联剂2为KH560；
所述端羟基聚二有机基硅氧烷包含两种或两种以上粘度不同的端羟基聚二有机基硅氧烷。


2.根据权利要求1所述的室温脱醇硅酮胶粘剂，其特征在于，所述端羟基聚二有机基硅氧烷为α，ω-二羟基聚二有机基硅氧烷，所述α，ω-二羟基聚二有机基硅氧烷在25℃下的粘度范围为8000～200000mPa·s，所述α，ω-二羟基聚二有机基硅氧烷具有如下通式表示的结构：
R1aR2bSiO(4-a-b)/2，
其中，R1为甲基；R2为羟基；a的取值范围为1.8<a<2.5，b的取值范围为0<b<0.6。


3.根据权利要求2所述的室温脱醇硅酮胶粘剂，其特征在于，所述端羟基聚二有机基硅氧烷的羟基质量分数含量范围为6％～12％。


4.根据权利要求1或2或3所述的室温脱醇硅酮胶粘剂，其特征在于，所述疏水性气相二氧化硅为经二甲基二氯硅烷改性处理所述气相二氧化硅获得。


5.根据权利要求4所述的室温脱醇硅酮胶粘剂，其特征在于，所述疏水性气相二氧化硅的比表面积为200m2/g～400m2/g，粒径为5nm～200nm。

【专利技术属性】
技术研发人员：张文，王丽娟，韦乔，
申请(专利权)人：深圳市美信分析技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44