一種建築用矽酮結構膠的製作方法

2023-05-14 19:02:06

專利名稱：一種建築用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，具有結構重量輕，採光好，外觀美觀大方等獨特的優點，在我國得到了超常規發展。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。在現有技術中，矽酮結構膠是以羥基封端的聚二甲基矽氧烷和有機甲基矽酮為主要成分，添加其他組份混合而製成的。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目前市場上出售的矽酮結構膠主要有美國GE公司的SSG4000和道康寧公司的DC 795，這些產品的拉伸粘接強度特別是浸水拉伸粘接強度不夠理想。如下所示 由於存在上述不足，這些產品用於金屬和玻璃的結構性粘接並不是十分理想。
本發明的目的是提供一種浸水後拉伸粘接性能優異的建築用矽酮結構膠。
本發明的配方中含有以下組份(重量份)有機羥基矽酮80．120有機甲基矽酮15-45甲基烷氧基矽烷 3．7有機金屬螯合物 0．05-0．25多官能團取代烷氧基矽烷 0．5-2氣相法二氧化矽 5-15碳酸鈣 100-200本發明的製備方法是將上述各種原料按常規製法混合均勻而成。
本發明採用羥基封端的聚二甲基矽氧烷作為基膠，它是由二甲基環矽氧烷與四甲基氫氧化銨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℃常壓下反應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℃)。由於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，一般選用有機甲基矽酮作反應速度調節劑。本發明所述的有機甲基矽酮是甲基二甲氧基封端的聚二甲基矽氧烷，結構式如Ⅱ所述，粘度為5000-10000釐泊(25℃)。
因為烷氧基能與矽醇基團在空氣中溼氣的存在下發生脫醇反應而交聯，所以本發明使用甲基烷氧基矽烷作交聯劑，一般是甲基三甲氧基矽烷和甲基三乙氧基矽烷。甲基三甲氧基矽烷用於結構膠的表層固化，它的活性很大；甲基三乙氧基矽烷主要用於結構膠的深層固化，使用甲基三甲氧基矽烷和甲基三乙氧基矽烷的混合物，可以減少建築施工的養護時間。
為促進固化反應的進行，選用有機金屬螯合物作為固化促進劑，本發明中所述的有機金屬螯合物是有機錫金屬螯合物自行合成的二正丁氧基二(2-丁烯酸乙酯-3-氧基)螯合錫化合物，和有機鈦螯合物1，3-丙二氧基二(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合鈦化合物，兩者經混合成固化促進劑以調整反應速度。
本發明用碳酸鈣作填料，所述碳酸鈣是經過脂肪酸或樹脂酸或硬脂酸酸化處理的。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。
本發明使用多官能團取代烷氧基矽烷作增粘劑，一般來說，取代官能團有巰基(-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。
本發明中涉及的各化學組份的結構式分別為 ⅣH2NCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3ⅤH2NCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)3本發明使用經有機酸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，滿足了建築的快速施工要求。
有機錫金屬螯合物，有機鈦金屬螯合物能增強反應活性，因此在本發明中用作固化反應的促進劑，前者能促進表面矽酮膠的聚合反應，後者能促進深層矽酮膠的固化。
本發明用多官能團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；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。在使用過程中，特別是遇水時，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。
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1
羥基封端的聚二甲基矽氧烷80甲基二甲氧基封端的聚二甲基矽氧烷15甲基三甲氧基矽烷 3甲基三乙氧基矽烷 4二正丁氧基二(2-丁烯酸乙酯-3-氧基)螯合錫 0．031，3-丙二氧基二(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合鈦0．024-肟基4，6-二甲基庚基三乙氧基矽烷 0．5碳酸鈣(KALFAIN 200) 100氣相法二氧化矽5將上述原料按常規製法混合均勻即得矽酮結構膠。
實施例2羥基封端的聚二甲基矽氧烷100甲基二甲氧基封端的聚二甲基矽氧烷30甲基三甲氧基矽烷 2甲基三乙氧基矽烷 3二正丁氧基二(2-丁烯酸乙酯-3-氧基)螯合錫 0．051，3-丙二氧基二(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合鈦0．10N-β-氨乙基γ-氨丙基三甲氧基矽烷(Ⅳ) 1．2碳酸鈣(KALFAIN200)140
氣相法二氧化矽 10將上述原料按常規製法混合均勻即得矽酮結構膠。
實施例3羥基封端的聚二甲基矽氧烷120甲基二甲氧基封端的聚二甲基矽氧烷 45甲基三甲氧基矽烷 2甲基三乙氧基矽烷 1二正丁氧基二(2-丁烯酸乙酯-3-氧基)螯合錫 0．101，3-丙二氧基二(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合鈦 0．15γ-氨丙基三乙氧基矽烷 2．0碳酸鈣(KALFAIN 200) 200氣相法二氧化矽15將上述原料按常規製法混合均勻即得矽酮結構膠。
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進口產品進行比較，結果如下表1 實施例1、2、3與國外同類產品的性能測試數據 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，尤其是浸水拉伸粘接強度有較大的提高，實現了本發明的目的。
權利要求
1．一種建築用矽酮結構膠，包括羥基封端的聚二甲基矽氧烷，本發明的特徵在於，矽酮結構膠含有以下組分羥基封端的聚二甲基矽氧烷 80-120甲基烷氧基矽烷 3-7有機金屬螯合物 0．05-0．25多官能團取代烷氧基矽烷 0．5-2氣相法二氧化矽 5-15碳酸鈣 100-200
2．權利要求1中所述的多官能團取代烷氧基矽烷包括4-肟基4，6-二甲基庚基三乙氧基矽烷、N-β-氨乙基γ-氨丙基三甲氧基矽烷、γ-氨丙基三乙氧基矽烷。
3．權利要求1中所述的有機金屬螯合物包括有機錫螯合物和有機鈦螯合物。
4．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。
5．權利要求1中所述的碳酸鈣是經過有機酸酸化處理的碳酸鈣。
全文摘要
一種建築用矽酮結構膠,含有羥基封端的聚二甲基矽氧烷,甲基烷氧基矽烷,有機金屬螯合物,多官能團取代烷氧基矽烷,氣相法二氧化矽等,該結構膠的浸水拉伸粘接性能相當優異。
文檔編號C09J183/04GK1282773SQ00116710
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, 嚴光躍 申請人:杭州之江有機矽化工有限公司