一種建築用雙組分矽酮結構膠的製作方法

2023-05-14 18:56:51

專利名稱：一種建築用雙組分矽酮結構膠的製作方法
技術領域：
本發明屬於結構膠製備領域，特別是涉及一種玻璃幕牆用的金屬和玻璃結構或非結構性裝配的建築結構膠。
隱框玻璃幕牆作為現代建築裝飾的高技術產物，由於具有結構重量輕，採光好，外觀美觀大方等獨特的優點在我國得到超常規發展。它是通過矽酮結構膠將裝飾玻璃牢固地粘附在鋁合金框架上，無須任何機械類固定裝置。由於玻璃幕牆通常用於高層建築和大型建築，因此結構膠的性能對幕牆的安全性及壽命有著決定性的影響。在現有結構膠產品中，矽酮結構膠是將各種原料按比例混合而得。如CN1110299公開了一種有機矽酮結構密封膠，該結構膠的組成(重量份)是有機羥基矽酮4-8有機甲基矽酮1-4甲基肟基矽烷0．1-0．6二丁基二月桂酸錫0．005-0．01氣相二氧化矽0．4-1．2矽酸鹽 1-5氨基矽烷0．01-0．09這種結構膠的優點是成本低，但其存在一個問題，即由於採用了單組分的配方，各原料的比例在出廠之時就已確定，無法進行現場調配，因此膠的固化速度也不能調節，施膠時養護時間較長。
本發明的目的是通過雙組分的配方，將結構膠的固化體系與底膠分開，從而提供一種可以在施工時調節固化速度，因此養護時間較短的矽酮結構膠，以滿足連續化批量生產玻璃幕牆結構單元件的要求。
本發明的雙組分矽酮結構膠由A、B組分構成，分別含有如下成分(重量份)A組分羥基封端的聚二甲基矽氧烷80-120氣相法二氧化矽 5-15活性碳酸鈣 100-200B組分甲基烷氧基矽烷 20-40聚矽酸乙酯 10-30有機金屬螯合物 0．5-2．0多官能團取代烷氧基矽烷 5-20甲基二甲氧基聚二甲基矽氧烷 5-10本發明的製備方法是將羥基封端的聚二甲基矽氧烷與活性碳酸鈣，氣相法二氧化矽一起投入高速混合機中攪拌，出料包裝得A組分；將甲基烷氧基矽烷，聚矽酸酯，有機金屬螯合物，多官能團取代烷氧基矽烷，甲基二甲氧基聚二甲基矽氧烷投入行星式混合機中混合，出料包裝得B組分。
施工時，將A、B組分以8-12∶1的比例配合使用。
本發明的A組分採用有機羥基矽酮作為底膠，它是由二甲基環矽氧烷與四甲基羥胺一步法合成的羥基封端的聚二甲基矽氧烷，反應條件為95℃-100℃常壓反應2小時，加入聚合度調節劑封端得到，結構式如Ⅰ所述，粘度為10000-50000釐泊(25℃)。
本發明的A組分用碳酸鈣作填料，所述碳酸鈣是經過脂肪酸或樹脂酸或硬脂酸酸化處理的，而且不需要在使用前進行乾燥處理。如日本丸尾公司生產的碳酸鈣是經過脂肪酸處理的，商品名為KALFAIN 200、MARLEX 50，也有經過樹脂酸處理的碳酸鈣，商品名為MT-100；日本白石鈣公司生產的碳酸鈣則是經過硬脂酸處理的，商品名為白豔華CC或白豔華CCR。
本發明在B組分中，採用聚矽酸乙酯作為固化劑，甲基烷氧基矽烷作為固化促進劑，有機金屬螯合物作為固化反應催化劑，多官能團烷氧基矽烷作為增粘劑。
本發明B組分中所述的聚矽酸乙酯是如式Ⅱ所示的乙氧基封端的聚二乙氧基矽氧烷。
本發明所述的在B組分中作為固化促進劑的甲基烷氧基矽烷是甲基三甲氧基矽烷和甲基三乙氧基矽烷的混合物。
本發明B組份中所述的有機金屬螯合物是有機錫金屬螯合物是自行合成的二正丁氧基二(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合錫類化合物，和1，3-丙二氧基二(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合鈦類化合物，混合使用可以調整反應速度。
本發明在B組分中使用了多官能團取代烷氧基矽烷，一般來說，取代官能團如巰基(-SH)，胺基(-NH2)或滷基(-X)等，具體的化合物有4-肟基4，6-二甲基庚基三乙氧基矽烷(Ⅲ)、N-β-氨乙基γ-氨丙基三甲氧基矽烷(Ⅳ)、γ-氨丙基三乙氧基矽烷(Ⅴ)等。
本發明B組份中所述的甲基二甲氧基封端的聚二甲基矽氧烷結構式如Ⅵ所示，粘度為5000-10000釐泊(25℃)，在本發明B組分中用作增塑劑。同時，羥基封端的聚二甲基矽氧烷與烷氧基矽烷的聚合反應速度太快，難於控制，甲基二甲氧基封端的聚二甲基矽氧烷也起到了反應速度調節劑的作用。
本發明中涉及的各化學組分的結構式分別為 本發明A組分中使用經表面處理的活性碳酸鈣作為填料，活性碳酸鈣與有機物料的相容性很好，能夠增強高粘度物料的加工流動性，這樣既可以達到較高的填充含量，降低產品成本，又能保持膠體的流動性，保證良好的擠出性能，滿足了建築施工的快速要求。更需指出的是，由於所用活性碳酸鈣不需乾燥處理，其表面殘存的水分能大大加快A、B組分混合時的固化速度。
本發明B組分採用聚矽酸乙酯作固化劑，增強了B組分與A組分中矽樹脂的相容性。加入甲基烷氧基矽烷，如甲基三甲氧基矽烷，甲基三乙氧基矽烷，有利於促進結構膠的固化速度。施膠後，能使膠體的表層與深層同時固化，從而減少建築施工的養護時間，一般情況下2-3天即可達到要求的粘接強度。
有機錫金屬螯合物，有機鈦金屬螯合物能增強反應活性，因此在B組分中用作固化反應的促進劑，前者能促進表面矽酮的聚合反應，後者能促進深層矽酮膠的固化。加入有機金屬螯合物後，結構膠的表幹時間指標和拉斷時間指標都有明顯的改善。
本發明B組分中用多官能團取代烷氧基矽烷作增粘劑，改善了填料在樹脂中的分散性及粘合力；增加了B組分體系的稠度，提高溼態下的粘合力、耐環境老化性能、填料和樹脂間的偶聯性能。在施膠過程中，特別是遇水時，其中的多個取代基能使結構膠的有機相和無機相較好地相容，從而使產品的浸水後拉伸能力仍保持較高的水平，滿足了建築結構材料的使用要求。
本發明由於B組分形成了一個良好的固化體系，並與A組份相配合，能使矽酮結構膠得到很好的粘接強度，並且能在比較短的時間內固化，滿足連續化批量生產玻璃幕牆結構單元件的要求。
以下實施例將進一步說明本發明。所述配比均為重量份。
實施例1A組份羥基封端的聚二甲基矽氧烷 80氣相法二氧化矽5碳酸鈣(CARLEX 50)100B組份甲基三甲氧基矽烷 10甲基三乙氧基矽烷 20聚矽酸乙酯 10
二正丁氧基二(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合錫 0．21，3-丙二氧基二(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合鈦 0．34-肟基4，6-二甲基庚基三乙氧基矽烷 5甲基二甲氧基封端的聚二甲基矽氧烷5A、B組份以常規製法分別混合均勻後分別出料包裝，施膠時以A∶B=8∶1的配比混合使用。
實施例2A組份羥基封端的聚二甲基矽氧烷 100氣相法二氧化矽 10碳酸鈣(CARLEX 50) 140B組份甲基三甲氧基矽烷10甲基三乙氧基矽烷10聚矽酸乙酯 20二正丁氧基二(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合錫 0．51，3-丙二氧基二(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合鈦 1．0N-β-氨乙基γ-氨丙基三甲氧基矽烷 12甲基二甲氧基封端的聚二甲基矽氧烷 8A、B組份以常規製法分別混合均勻後分別出料包裝，施膠時以A∶B=10∶1的配比混合使用。
實施例3
A組份羥基封端的聚二甲基矽氧烷 120氣相法二氧化矽15碳酸鈣(CARLEX 50) 200B組份甲基三甲氧基矽烷 20甲基三乙氧基矽烷 20聚矽酸乙酯30二正丁氧基二(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合錫1．01，3-丙二氧基二(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合鈦1．0γ-氨丙基三乙氧基矽烷 20甲基二甲氧基封端的聚二甲基矽氧烷 10A、B組份以常規製法分別混合均勻後分別出料包裝，施膠時以A∶B=12∶1的配比混合使用。
將實施例1、2、3所得矽酮結構膠，按GB16776-1997標準進行性能測試並與美國道康寧公司的DC983矽酮結構膠進行比較，結果如下表1 實例1、2、3與國內外同類產品按國標要求的性能測試數據
由上述實施例及測試結果可以看出，本發明的雙組分矽酮結構膠的各項性能指標均達到並超過國標要求，並優於進口產品，尤其是體現固化速度的指標即表幹時間遠遠優於國標和國外品牌產品的指標，完成了本發明的目的。
權利要求
1．一種建築用的雙組分矽酮結構膠，含有A組分和B組分，其組成如下(重量份)A組分羥基封端的聚二甲基矽氧烷80-120氣相法二氧化矽 5-15碳酸鈣 100-200B組分甲基烷氧基矽烷 20-40聚矽酸乙酯 10-30有機金屬螯合物 0．5-2．0多官能團取代烷氧基矽烷 5-20甲基二甲氧基聚二甲基矽氧烷 5-10配比為A∶B=8～12∶1。
2．權利要求1中所述的甲基烷氧基矽烷是甲基三甲氧基矽烷和甲基三乙氧基矽烷的混合物。
3．權利要求1中所述的有機金屬螯合物是二正丁氧基二(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合錫類化合物和1，3丙二氧基二(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合鈦類化合物。
4．權利要求1中所述的碳酸鈣是經過有機酸處理的碳酸鈣。
5．根據權利要求1所述的多官能團取代烷氧基矽烷是4-肟基4，6-二甲基庚基三乙氧基矽烷或N-β-氨乙基γ-氨丙基三甲氧基矽烷或γ-氨丙基三乙氧基矽烷。
全文摘要
一種建築用雙組分矽酮結構膠,有A組分和B組分組成,A組分含羥基封端的聚二甲基矽氧烷,氣相法二氧化矽,活性碳酸鈣,B組分含甲基烷氧基矽烷,聚矽酸乙酯,有機金屬螯合物,多官能團取代烷氧基矽烷,甲基二甲氧基聚二甲基矽氧烷等,可在施工時調節固化速度,養護時間較短。
文檔編號C09J183/00GK1282772SQ0011671
公開日2001年2月7日 申請日期2000年6月23日 優先權日2000年6月23日
發明者何永富, 倪宏志, 湯勁剛 申請人:杭州之江有機矽化工有限公司