光學透明的室溫固化矽酮密封混合物及其製備方法
2023-06-08 22:04:16 1
專利名稱：光學透明的室溫固化矽酮密封混合物及其製備方法
技術領域：
本發明屬於室溫固化矽酮密封混合物及其製備技術領域，具體涉及一種光學透明的室溫固化矽酮密封混合物及其製備方法。
背景技術：
由於矽酮密封混合物(又稱矽酮密封膠)在較寬的分子量範圍內能保持一定的流動性，受溫度的影響小，能夠在多種環境下使用，固化後具有優良的耐高低溫性能，耐氣候老化性，耐臭氧性以及電絕緣性和彈性，因而被廣泛應用於建築、汽車、電子電器等行業。但是未填充補強材料的矽酮密封混合物的拉伸強度非常低，僅為0.35Mpa，所以一般都需要添加適當的填料以改進密封混合物的拉伸性能。通過國內外的科學技術工作者的廣泛深入的研究，發現碳黑和白碳黑(即二氧化矽)這些納米材料對矽酮密封混合物的補強作用十分顯著。如S.Wolff在Rubber Chemistry and Technology v 66(4)p594-604中，對白碳黑在密封混合物中補強作用所作的報導。
單組分室溫固化矽酮密封混合物是一類開發較早的品種，也是所有密封混合物中綜合性能最為優良的品種，具有極好的耐寒、耐熱、防水、防潮、伸縮疲勞強度高、永久形變小、室溫固化和施工簡便等特點。但是目前市面上生產的單組分室溫固化矽酮密封混合物為了滿足強度、模量、觸變性等要求，通常都加入了一定量的白碳黑或其他無機粉末填料，如碳酸鈣、碳黑、氧化鐵、氧化鉻等作補強填料。填料的加入雖然使密封混合物的強度、模量等性能滿足了使用要求，但由於大多數填料粒徑非常小，容易聚集成團，用普通的製備方法難以均勻分散在密封混合物中，從而影響了室溫固化矽酮密封混合物的透明性，使得矽酮密封混合物在某些領域上的應用受到了一定的限制，特別是在粘接一些透明材料的場合。
發明內容
本發明的目的是針對現有單組分室溫固化矽酮密封混合物的不足，而提供一種光學透明的室溫固化矽酮密封混合物。本發明的另一目的是提供製備這種光學透明的室溫固化矽酮密封混合物的方法。
本發明提供的光學透明的室溫固化矽酮密封混合物，其組分及含量為羥基封端的聚二甲基矽氧烷 80～120份交聯劑 3～10份二甲基聚矽氧烷 10～40份二氧化矽 5～30份折光指數調節劑 10～80份所有份數為重量份。
其中，羥基封端的聚二甲基矽氧烷又稱羥基矽油；二甲基聚矽氧烷為增塑劑，也稱二甲基矽油；交聯劑為含水解性基團(如CH3COO-、CH3O-等)的多官能矽烷化合物，具體可為甲基三乙醯氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三丁酮肟基矽烷、乙烯基三丁酮肟基矽烷等的至少一種，當交聯劑選用甲基三乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三丁酮肟基矽烷、乙烯基三丁酮肟基矽烷時，該矽酮密封混合物還含有交聯催化劑0.01～3.0份，交聯催化劑具體選用二丁基二月桂酸錫、二丁基二羧酸錫、二丁基氧化錫、二丁基二辛錫、鈦酸酯二丁基錫二(苯並三唑)、烷撐二氧基雙(乙醯丙酮基)鈦螯合物等；二氧化矽是比表面積為200～600m2/g的二氧化矽；折光指數調節劑為含苯基的矽油或/和有機長鏈烷烴，含苯基的矽油具體選用250#甲基苯基矽油、255#甲基苯基矽油、苯基矽油，有機長鏈烷烴具體選用正辛烷、正庚烷、液體石蠟、108油。
本發明提供的製備上述光學透明的室溫固化矽酮密封混合物的方法，其工藝步驟和條件為(1)在常溫真空條件下，將羥基封端的聚二甲基矽氧烷和交聯劑在攪拌速度為100～400轉/分鐘攪拌混合10～30分鐘；(2)將乾燥後的二氧化矽加入，並在攪拌速度800～1500轉/分鐘下攪拌混合10～30分鐘或將乾燥後的二氧化矽加入，並在攪拌速度800～1500轉/分鐘下攪拌混合10～30分鐘後，再加入交聯催化劑，降低攪拌速度為100～400轉/分鐘攪拌混合10～30分鐘；(3)將二甲基聚矽氧烷和折光指數調節劑加入，降低或繼續在攪拌速度為100～400轉/分鐘繼續攪拌混合10～30分鐘即可，或(1)在常溫真空條件下，將羥基封端的聚二甲基矽氧烷和乾燥後的二氧化矽加入，並在攪拌速度800～1500轉/分鐘下攪拌混合10～30分鐘；(2)將二甲基聚矽氧烷和折光指數調節劑加入，降低攪拌速度為100～400轉/分鐘攪拌混合10～30分鐘；(3)將交聯劑和交聯催化劑加入，繼續在攪拌速度為100～400轉/分鐘攪拌混合10～30分鐘即可，或(1)在常溫真空條件下，將羥基封端的聚二甲基矽氧烷和乾燥後的二氧化矽加入，並在攪拌速度800～1500轉/分鐘下攪拌混合10～30分鐘；(2)將交聯劑和交聯催化劑加入，降低攪拌速度為100～400轉/分鐘攪拌混合10～30分鐘；(3)將二甲基聚矽氧烷和折光指數調節劑加入，繼續在攪拌速度為100～400轉/分鐘攪拌混合10～30分鐘即可。
用本發明提供的方法製備的光學透明的室溫固化矽酮密封混合物，其性能見下表。
本發明與現有技術相比，具有以下優點(1)由於本發明提供的室溫固化矽酮密封混合物中添加有折光指數調節劑，因而改善了基料的折光指數，與補強填料二氧化矽更匹配，不僅提高了其光學透明性，而且還同時具有較好的抗拉強度。
(2)由於本發明提供的製備方法中採用了高速攪拌，因而使得團聚的二氧化矽納米粒子在高速攪拌產生的劇烈剪切作用下被破碎，並以儘可能微細的粒子形式均勻分散於基料中，故而部分改善了室溫固化矽酮密封混合物的光學透明性；其次，由於還在基料中加入了增塑劑、交聯劑或交聯劑與交聯催化劑、折光指數調節劑等，又使加入基料的二氧化矽濃度被稀釋，使矽酮密封混合物的光學透明性進一步提高；再加之加入的折光指數調節劑使基料的折光指數與二氧化矽更匹配，因而能夠獲得高度光學透明的室溫固化矽酮密封混合物。
(3)由於本發明提供的室溫固化矽酮密封混合物中加入的折光指數調節劑比羥基矽油和二甲基矽油價格便宜，故使所製得的室溫固化矽酮密封混合物的成本大為降低。
(4)本發明提供的製備方法工藝簡單，易於控制。
具體實施例方式
下面給出實施例以對本發明進行具體描述，有必要在此指出的是以下實施例只用於對本發明進行進一步說明，不能理解為對本發明保護範圍的限制，該領域的技術熟練人員根據上述本發明內容對本發明作出的一些非本質的改進和調整仍屬於本發明的保護範圍。
實施例1在常溫真空條件下，先將100份羥基封端的聚二甲基矽氧烷和6份甲基三乙醯氧基矽烷在100轉/分鐘的速度攪拌混合15分鐘，然後將在120℃下乾燥6小時後的20份比表面積為200m2/g的氣相法二氧化矽加入，在高速攪拌機中以轉速800轉/分鐘的速度攪拌混合30分鐘後，加入二甲基聚矽氧烷30份和液體石蠟40份，降低攪拌速度在200轉/分鐘攪拌混合25分鐘，即得透明的室溫固化有機矽酮密封混合物。
實施例2在常溫真空條件下，先將80份羥基封端的聚二甲基矽氧烷和4.8份甲基三乙醯氧基矽烷在100轉/分鐘的速度攪拌混合15分鐘，然後將在120℃下乾燥6小時後的16份比表面積為400m2/g氣相法二氧化矽加入，該二氧化矽採用表面處理過的疏水性氣相法二氧化矽，在高速攪拌機中以轉速1200轉/分鐘的速度攪拌混合15分鐘後，加入二甲基聚矽氧烷18份和苯基矽油32份，降低攪拌速度在300轉/分鐘攪拌混合15分鐘，即得透明的室溫固化有機矽酮密封混合物。
實施例3在常溫真空條件下，先將100份羥基封端的聚二甲基矽氧烷和8份甲基三乙醯氧基矽烷在100轉/分鐘的速度攪拌混合15分鐘，然後將在120℃下乾燥6小時後的5份比表面積為600m2/g的溼法(Wet-process hydrophobic)製備疏水二氧化矽加入，在高速攪拌機中以轉速1000轉/分鐘的速度攪拌混合20分鐘後，加入二甲基聚矽氧烷40份和液體石蠟與108油按100∶50比例混合物的53份，降低攪拌速度在250轉/分鐘攪拌混合20分鐘，即得透明的室溫固化有機矽酮密封混合物。
實施例4在常溫真空條件下，先將120份羥基封端的聚二甲基矽氧烷，和在120℃下乾燥6小時後的24份八甲基環四矽氧烷處理的比表面積為200m2/g氣相法二氧化矽加入，在高速攪拌機中以1500轉/分鐘的速度攪拌混合10分鐘後，加入二甲基聚矽氧烷18份、108油24份，降低攪拌速度在400轉/分鐘攪拌混合10分鐘，然後加入4.8份甲基三乙氧基矽烷和2.08份烷撐二氧基雙(乙醯丙酮基)鈦螯合物，以150轉/分鐘的速度攪拌混合30分鐘，即得透明的室溫固化有機矽酮密封混合物。
實施例5在常溫真空條件下，先將100份的羥基封端的聚二甲基矽氧烷，和在120℃下乾燥6小時後的25份八甲基環四矽氧烷處理的比表面積為200m2/g氣相法二氧化矽加入，在高速攪拌機中以1100轉/分鐘的速度攪拌混合18分鐘後，加入4份甲基三甲氧基矽烷和2.74份鈦酸酯二丁基錫二(苯並三唑)，降低攪拌速度在100轉/分鐘攪拌混合30分鐘，最後加入二甲基聚矽氧烷20份、液體石蠟與正庚烷按100∶20比例混合物35份，在250轉/分鐘攪拌混合15分鐘，即得透明的室溫固化有機矽酮密封混合物。
實施例6在常溫真空條件下，先將110份的羥基封端的聚二甲基矽氧烷，和9.9份甲基三丁酮肟基矽烷，在250轉/分鐘的速度攪拌混合10分鐘，然後加入在120℃下乾燥6小時後的11份表面經二甲基二氯矽烷處理的比表面積為400m2/g的氣相法二氧化矽，並在高速攪拌機中以1000轉/分鐘的速度攪拌混合20分鐘後，再加入0.11份二丁基二辛錫，在150轉/分鐘攪拌混合25分鐘，最後添加10份二甲基聚矽氧烷和77份108油，在300轉/分鐘攪拌混合15分鐘，即得透明的室溫固化有機矽酮密封混合物。
實施例7在常溫真空條件下，先將100份羥基封端的聚二甲基矽氧烷，和1.55份乙烯基三丁酮肟基矽烷與6.65份甲基三丁酮肟基矽烷在200轉/分鐘的速度攪拌混合20分鐘，然後加入在120℃下乾燥6小時後的30份比表面積為200m2/g的氣相法二氧化矽，並在高速攪拌機中以1200轉/分鐘的速度混合15分鐘後，再加入0.86份二丁基二月桂酸錫，在150轉/分鐘下混合30分鐘，最後添加26份二甲基聚矽氧烷和55份108油與255#甲基苯基矽油按100∶60比例混合物，在200轉/分鐘攪拌混合25分鐘，即得透明的室溫固化有機矽酮密封混合物。
權利要求
1.一種光學透明的室溫固化矽酮密封混合物，其組分及含量為羥基封端的聚二甲基矽氧烷 80～120份交聯劑 3～10份二甲基聚矽氧烷 10～40份二氧化矽 5～30份折光指數調節劑 10～80份所有份數為重量份。
2.根據權利要求1所述的光學透明的室溫固化矽酮密封混合物，其特徵在於該矽酮密封混合物還含有重量份為0.01～3.0份的交聯催化劑。
3.根據權利要求1或2所述的光學透明的室溫固化矽酮密封混合物，其特徵在於二氧化矽是比表面積為200～600m2/g的二氧化矽。
4.根據權利要求1或2所述的光學透明的室溫固化矽酮密封混合物，其特徵在於折光指數調節劑為含苯基的矽油或/和有機長鏈烷烴的任一種。
5.根據權利要求3所述的光學透明的室溫固化矽酮密封混合物，其特徵在於折光指數調節劑為含苯基的矽油或/和有機長鏈烷烴的任一種。
6.根據權利要求4所述的光學透明的室溫固化矽酮密封混合物，其特徵在於含苯基的矽油為250#甲基苯基矽油、255#甲基苯基矽油、苯基矽油。
7.根據權利要求4所述的光學透明的室溫固化矽酮密封混合物，其特徵在於有機長鏈烷烴為正辛烷、正庚烷、液體石蠟、108油。
8.根據權利要求5所述的光學透明的室溫固化矽酮密封混合物，其特徵在於含苯基的矽油為250#甲基苯基矽油、255#甲基苯基矽油、苯基矽油。
9.根據權利要求5所述的光學透明的室溫固化矽酮密封混合物，其特徵在於有機長鏈烷烴為正辛烷、正庚烷、液體石蠟、108油。
10.一種製備權利要求1～9所述的光學透明的室溫固化矽酮密封混合物的方法，其特徵在於該方法的工藝步驟和條件為(1)在常溫真空條件下，將羥基封端的聚二甲基矽氧烷和交聯劑在攪拌速度為100～400轉/分鐘攪拌混合10～30分鐘；(2)將乾燥後的二氧化矽加入，並在攪拌速度800～1500轉/分鐘下攪拌混合10～30分鐘或將乾燥後的二氧化矽加入，並在攪拌速度800～1500轉/分鐘下攪拌混合10～30分鐘後，再加入交聯催化劑，降低攪拌速度為100～400轉/分鐘攪拌混合10～30分鐘；(3)將二甲基聚矽氧烷和折光指數調節劑加入，繼續在攪拌速度為100～400轉/分鐘繼續攪拌混合10～30分鐘即可，或(1)在常溫真空條件下，將羥基封端的聚二甲基矽氧烷和乾燥後的二氧化矽加入，並在攪拌速度800～1500轉/分鐘下攪拌混合10～30分鐘；(2)將二甲基聚矽氧烷和折光指數調節劑加入，降低攪拌速度為100～400轉/分鐘攪拌混合10～30分鐘；(3)將交聯劑和交聯催化劑加入，繼續在攪拌速度為100～400轉/分鐘攪拌混合10～30分鐘即可，或(1)在常溫真空條件下，將羥基封端的聚二甲基矽氧烷和乾燥後的二氧化矽加入，並在攪拌速度800～1500轉/分鐘下攪拌混合10～30分鐘；(2)將交聯劑和交聯催化劑加入，降低攪拌速度為100～400轉/分鐘攪拌混合10～30分鐘；(3)將二甲基聚矽氧烷和折光指數調節劑加入，繼續在攪拌速度為100～400轉/分鐘攪拌混合10～30分鐘即可。
全文摘要
本發明涉及一種室溫固化的矽酮密封混合物，該密封混合物含有羥基封端的聚二甲基矽氧烷、交聯劑、二氧化矽等，其特徵在於還含有折光指數調節劑。本發明還涉及該密封混合物的製備方法，該方法是採用高速攪拌使團聚的二氧化矽粒子在劇烈剪切作用下被破碎，並以儘可能微細的粒子形式均勻分散於基料中，再加之其中還含有可改變基料的折光指數調節劑，因而不僅可製得具有優良抗拉強度且光學透明的室溫固化矽酮密封混合物，而且還可使成本降低，並具有工藝簡單，易於控制等特點。
文檔編號C08L83/00GK1482200SQ0311786
公開日2004年3月17日 申請日期2003年5月15日 優先權日2003年5月15日
發明者傅強, 彭婭, 王躍林, 王洪敏, 傅 強 申請人:四川大學, 廣州市白雲化工實業有限公司