一种深度交联固化硅酮嵌缝材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种深度交联固化硅酮嵌缝材料，包含基体硅氧烷、混合深度交联剂、扩链剂、界面剂、增塑剂、填料及稳定剂，混合深度交联剂由常规脱酮肟型交联剂和α–胺基取代的酮肟基硅烷组成。采用本发明专利技术的嵌缝材料，利于脱酮肟型交联剂和α–胺基取代的酮肟基硅烷二者的协同作用实现胶料深度交联固化，均匀性好，无需添加有机锡化合物等催化剂，嵌缝材料使用过程中内部固化均匀且速度较快，从而不易起泡和产生褶皱，具有施工性能好、安全性能高且环保性好的优点。本发明专利技术还公开上述嵌缝材料的制备方法，工艺步骤精简，采用独特的工艺参数搭配结合各原料的合理配比，最终能够获得适用于无砟轨道伸缩缝且性能好的深度交联固化硅酮嵌缝材料。

【技术实现步骤摘要】
一种深度交联固化硅酮嵌缝材料及其制备方法
本专利技术涉及材料
，尤其涉及一种建筑材料，具体涉及一种深度交联固化硅酮嵌缝材料及其制备方法。
技术介绍
在高速铁路无砟轨道结构中，底座板、道床板等为长线连续浇筑结构，往往需要隔一段距离设置一条伸缩缝，以避免无砟轨道结构在环境温度和外力影响下，混凝土板块间形成胀缩内应力，导致混凝土面层破坏。伸缩缝的密封处理是高速铁路无砟轨道综合防水系统的重要环节。密封效果直接影响无砟轨道结构耐久性。因此，选用适宜的弹性嵌缝材料对伸缩缝进行密封防水至关重要。硅酮类嵌缝材料是以硅酮橡胶弹性体为主体的嵌缝材料，其分子结构中含有硅氧键(Si–O)，键能高达425kJ/mol，远大于碳碳键(C–C)键能(345kJ/mol)和碳氧键(C–O)键能(351kJ/mol)，稳定性好，具有优异的耐老化性，再加上聚硅氧烷分子体积大、内聚能密度低，使硅酮密封胶具有优异的耐高低温性、耐沾污性、高度的疏水性等，能在–60～200℃范围内长期使用，具有施工性好、耐久性优异等优点。但无砟轨道混凝土接缝一般较深，接缝内部硅酮嵌缝材料深度交联性能较差，受温度、动荷载影响，易出现起泡、表面易发生褶皱现象。进而对硅酮胶的耐久性能和服役性能产生不良影响。现有硅酮嵌缝材料部分可以实现深度交联固化，但是具有以下缺陷：1、材料制作工艺较为复杂，产品稳定性较难保证；2、需外加有机锡类催化剂，不安全且不环保；3、催化剂使用容易出现局部固化，施工性能不好。因此，开发一种无需添加催化剂、施工性能好且环保安全的嵌缝材料及其制备方法具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种深度交联固化硅酮嵌缝材料，无需添加催化剂，所得嵌缝材料施工性能好，安全性能高且环保性好，具体技术方案如下：一种深度交联固化硅酮嵌缝材料，用于无砟轨道伸缩缝，以质量份数计包括以下组分：基体硅氧烷100份；混合深度交联剂5～15份；扩链剂1～10份；界面剂0.2～4份；增塑剂8～30份；填料50～130份；稳定剂0.2～10份；所述混合深度交联剂由脱酮肟型交联剂(即常规脱酮肟型交联剂)和α–胺基取代的酮肟基硅烷以质量计按份数比1：0.5-3.0组成。以上技术方案中优选的，所述α–胺基取代的酮肟基硅烷为α–(N,N–二乙基)胺甲基三丁酮肟基硅烷、α–(β–胺乙基)胺甲基三丁酮肟基硅烷、α–(N,N–二正丁基)胺甲基三丁酮肟基硅烷、α–(N–正丁基)胺甲基三丁酮肟基硅烷、α–(N–环己基)胺甲基三丁酮肟基硅烷以及α–(ζ–胺己基)胺甲基三丁酮肟基硅烷中的至少一种。以上技术方案中优选的，所述基体硅氧烷为双端羟基聚二甲基硅氧烷；在25℃条件下双端羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为20、50、80以及100Pa·s中的至少一种。以上技术方案中优选的，脱酮肟型交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、二甲基二丁酮肟基硅烷以及苯基三丁酮肟基硅烷中的至少一种。以上技术方案中优选的，所述扩链剂为双官能基硅烷，具体为二甲基二丁酮肟基硅烷、甲基乙烯基二丁酮肟基硅烷、甲基乙烯基二丁酮肟基硅烷、甲基乙烯基二(己内酰氨基)硅烷以及甲基乙烯基二(N–甲基乙酰氨基)硅烷中的至少一种。以上技术方案中优选的，所述界面剂为硅烷偶联剂类，具体为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷以及3–脲基丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。以上技术方案中优选的，所述增塑剂为硅油类，具体为羟基硅油、甲基羟基硅油、甲基硅油、二甲基硅油、甲基含氢硅油、甲基乙烯基硅油以及MDT硅油中的至少一种。以上技术方案中优选的，所述填料为白炭黑、碳酸钙、气相二氧化硅、超细矿粉、高岭土、膨润土、滑石粉以及石英粉中的至少一种。以上技术方案中优选的，所述稳定剂为氯化钙、氯化镁、5A分子筛、沸石以及六甲基二硅氮烷的至少一种。应用本专利技术的方案，效果是：1、本专利技术的深度交联固化硅酮嵌缝材料包含基体硅氧烷、混合深度交联剂、扩链剂、界面剂、增塑剂、填料及稳定剂，混合深度交联剂由脱酮肟型交联剂和α–胺基取代的酮肟基硅烷按份数(质量份数)比1：0.5-3.0组成，脱酮肟型交联剂和α–胺基取代的酮肟基硅烷二者协同作用实现胶料深度交联固化，均匀性好，无需添加有机锡化合物等催化剂，嵌缝材料使用过程中内部固化慢，从而不易起泡和产生褶皱；通过稳定剂和混合深度交联剂的合理复配工艺，可以在提高其深度交联固化能力的同时，又保证了产品较好的存储稳定性。通过优选扩链剂与交联剂的品种和配比，有效控制硅酮胶整体交联程度，有效提高硅酮胶断裂伸长率和位移能力。本专利技术的嵌缝材料具有施工性能好、安全性能高且环保性好的优点。2、本专利技术的α–胺基取代的酮肟基硅烷为α–(N,N–二乙基)胺甲基三丁酮肟基硅烷、α–(β–胺乙基)胺甲基三丁酮肟基硅烷、α–(N,N–二正丁基)胺甲基三丁酮肟基硅烷、α–(N–正丁基)胺甲基三丁酮肟基硅烷、α–(N–环己基)胺甲基三丁酮肟基硅烷以及α–(ζ–胺己基)胺甲基三丁酮肟基硅烷中的至少一种。这些α–胺基取代的酮肟基硅烷的分子结构中：α取代官能团中N原子与Si原子非常接近，N原子上的p电子能够进入Si原子的3d轨道，形成p–π共轭体系，使Si原子电负性增加，从而活化易水解断裂的Si–ON键，进一步提高其深度交联固化能力。3、本专利技术的深度交联固化硅酮嵌缝材料采用基体硅氧烷、混合深度交联剂、扩链剂、界面剂、增塑剂、填料及稳定剂的组合及合理的配比，能用于无砟轨道伸缩缝，且具有施工性能好、位移能力高、耐老化性能优越、储存周期长和稳定性好等优点。本专利技术还公开一种上述深度交联固化硅酮嵌缝材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将基体硅氧烷、增塑剂以及填料依次加入真空捏合机，以30±10rpm的转速于120±10℃下真空脱水2h后得到基础胶料；步骤二、将基础胶料置入研磨机上研磨，细度为20～60um；步骤三、将研磨过的基胶投入动力混合机中，常温下以10±5rpm的转速搅拌，搅拌抽真空8～12min，依次加入混合深度交联剂和扩链剂，搅拌抽真空15～30min；继而加入界面剂和稳定剂，搅拌抽真空5～10min，得深度交联固化硅酮嵌缝材料。本专利技术深度交联固化硅酮嵌缝材料的制备方法工艺步骤精简，采用独特的工艺参数搭配结合各原料的合理配比，最终能够获得适用于无砟轨道伸缩缝的深度交联固化硅酮嵌缝材料，具有施工性能好、位移能力高、耐老化性能优越、储存周期长和稳定性好等优点。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照实施例对本专利技术作进一步详细的说明。具体实施方式以下结合实施例进行详细说明，但是本专利技术可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1：一种深度交联固化硅酮嵌缝材料，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深度交联固化硅酮嵌缝材料，其特征在于，用于无砟轨道伸缩缝，其以质量份数计包括以下组分：/n基体硅氧烷100份；/n混合深度交联剂5～15份；/n扩链剂1～10份；/n界面剂0.2～4份；/n增塑剂8～30份；/n填料50～130份；/n稳定剂0.2～10份；/n所述混合深度交联剂由常规脱酮肟型交联剂和α–胺基取代的酮肟基硅烷按份数比1：0.5-3.0组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种深度交联固化硅酮嵌缝材料，其特征在于，用于无砟轨道伸缩缝，其以质量份数计包括以下组分：
基体硅氧烷100份；
混合深度交联剂5～15份；
扩链剂1～10份；
界面剂0.2～4份；
增塑剂8～30份；
填料50～130份；
稳定剂0.2～10份；
所述混合深度交联剂由常规脱酮肟型交联剂和α–胺基取代的酮肟基硅烷按份数比1：0.5-3.0组成。


2.根据权利要求1所述的深度交联固化硅酮嵌缝材料，其特征在于，所述α–胺基取代的酮肟基硅烷为α–(N,N–二乙基)胺甲基三丁酮肟基硅烷、α–(β–胺乙基)胺甲基三丁酮肟基硅烷、α–(N,N–二正丁基)胺甲基三丁酮肟基硅烷、α–(N–正丁基)胺甲基三丁酮肟基硅烷、α–(N–环己基)胺甲基三丁酮肟基硅烷以及α–(ζ–胺己基)胺甲基三丁酮肟基硅烷中的至少一种。


3.根据权利要求1-2任意一项所述的深度交联固化硅酮嵌缝材料，其特征在于，所述基体硅氧烷为双端羟基聚二甲基硅氧烷；在25℃条件下双端羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为20、50、80以及100Pa·s中的至少一种。


4.根据权利要求3所述的深度交联固化硅酮嵌缝材料，其特征在于，所述常规脱酮肟型交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、二甲基二丁酮肟基硅烷以及苯基三丁酮肟基硅烷中的至少一种。


5.根据权利要求3所述的深度交联固化硅酮嵌缝材料，其特征在于，所述扩链剂为双官能基硅烷，具体为二甲基二丁酮肟基硅烷、甲基乙烯基二丁酮肟基硅烷、甲基乙烯基二丁酮肟基硅烷、甲基乙烯基二(己内酰氨基)硅烷以及甲基乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚灏，元强，余志武，姜孟杰，
申请(专利权)人：高速铁路建造技术国家工程实验室，中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43