硅酮密封胶的填料有很多种,二氧化硅、纳米碳酸钙、硅灰石粉、重质碳酸钙等,其中用量最大的为纳米碳酸钙。国内密封胶市场中,纳米碳酸钙在硅酮胶中的添加比例超过了60%,使用量非常可观。
作为硅酮密封胶中具有重要补强作用的填料组分——纳米碳酸钙,由于其具有较小的粒径、较高的比表面积和表面能,可以使得硅酮密封胶的粘附性、耐候性以及机械性能指标,如弹性模量、断裂伸长率等得到显著提高。改性重钙是通过特定的工艺对重质碳酸钙进行处理后,颗粒的形态、分散性和表面活性等性能都得到改善,因此,可以部分替代硅酮密封胶中的纳米碳酸钙,在一定程度上也能起到补强效果。
近日,国家知识产权局信息显示,湖北兴发化工集团股份有限公司申请一项名为“一种改性重钙部分替代纳米碳酸钙的硅酮密封胶及制备方法”的专利,该发明制备过程中添加一定份数的改性重钙并减少同等份数的纳米碳酸钙应用于密封胶制备,可以在保证胶体强度以及断裂伸长率等力学性能基本保持不降低的情形下,实现改性重钙部分代替纳米碳酸钙制备硅酮密封胶,操作过程简单,且有利于胶厂生产成本降低。
将800目的重质碳酸钙加水加入反应釜中,配置成质量分数为50‑75%的料浆,开始搅拌并加热,当料浆温度升高至65‑80℃时,加入改性剂,在搅拌速度为800‑1000rad/min的条件下,反应50‑70min,反应结束后,停止搅拌,料浆经抽滤、烘干、研磨后得到改性重钙。
其中,改性剂是Peg‑7甘油椰油酸酯、十八烯酸钠和二硬脂酰氧异丙基铝酸酯中的至少一种,三种改性剂用量比为0.1‑1.0:1.0‑1.3.6:1.0‑3.7。
硅酮密封胶含有以下组分(按重量计):羟基封端的聚二甲基硅氧烷200‑500份,纳米碳酸钙300‑800份,改性重钙10‑250份,重钙100‑250份,催化剂1‑10份,增塑剂50‑200份,偶联剂8‑20份,交联剂25‑60份。其中:
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羟基封端的聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为20000‑100000mPa·s。
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增塑剂为白油、甲基苯基硅油、乙烯基硅油、二甲基硅油中的一种。
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交联剂为甲基三丙酮肟基硅烷、苯基三丙酮肟基硅烷、甲基乙烯基二丙酮肟基硅烷、二甲基二丙酮肟基硅烷中的至少一种。
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偶联剂为KH‑550、KH‑560、KH‑570、KH‑792中的至少一种。
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纳米碳酸钙粉用量为300‑500份,吸油值为22.0‑27.0g dop/100gCaCO3,比表面积为24‑35m2/g。
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将羟基封端的聚二甲基硅氧烷、纳米碳酸钙、重钙以及改性重钙等物料加入至捏合机中,开始搅拌5min,物料搅拌混合均匀后,对物料进行加热以及抽真空,控制物料加热温度为100~130℃,真空度为‑0.09~‑0.1MPa,物料在100℃高温条件下脱水搅拌90~150min,高温脱水完成后,停止加热,待物料温度降低至40℃以下时,加入增塑剂,真空搅拌20‑40min,停止搅拌,得到基胶。
将上述温度低于50℃的基胶、交联剂、偶联剂和催化剂加入行星搅拌机中,在30‑50rad/min搅拌速度下搅拌3‑10min,并抽真空至缸内压强小于‑0.08MPa,然后在60‑90rad/min的搅拌速度下搅拌25‑40min,停止搅拌,快速出料,得到密封胶样品。
在制备硅酮密封胶的过程中,通过使用脂肪酸类和偶联剂类改性剂对重质碳酸钙进行活化改性,提高了改性后重钙的亲油疏水性、以及和有机基体的相容性,有利于改善其在密封胶应用中的加工性能和力学性能,从而添加一定量的改性重钙代替部分纳米碳酸钙粉,作为补强填料,在一定程度上提升硅酮密封胶的综合性能和应用价值,可以在确保胶体强度以及断裂伸长率等力学性能基本保持不降低的同时,还可以降低硅酮密封胶生产配方成本,该技术方法操作简单,制备的硅酮密封胶可应用于建筑行业。
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改性重钙部分替代纳米钙,降低硅酮胶成本