CN103408941A - 透明脱醇型单组份室温硫化硅橡胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透明脱醇型单组份室温硫化硅橡胶及其制备方法,原料按以下重量百分比制成：α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷75～90%，封端剂1～5%，羟基脱除剂0.1～2%，封端催化剂0.1～2%，白炭黑补强填料1～15%，硅氧烷化合物交联剂1～6%，钛酸硅氧烷酯催化剂0.01～2%，有机锡类催化剂0.01～2%，硅烷偶联剂0.01～3%，烷烃混合物增塑剂1～10%。本发明使用了新型封端剂以及新型封端催化剂，使半成品物性稳定，利于储存，使成品胶生产时反应平稳，防止凝胶，使用了钛酸酯催化剂，有效防止胶料的黄变，提高了产品的储存稳定性。

Description

透明脱醇型单组份室温硫化硅橡胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种透明脱醇型单组份室温硫化硅橡胶，还涉及一种透明脱醇型单组份室温硫化硅橡胶的制备方法。

背景技术

脱醇型硅橡胶是八十年代世界各大公司研究最多、品种及数量发展最快的类型，新的研究成果使该体系在硫化速度、储存稳定性、粘结性及阻燃性方面有了很大进步，使其应用范围迅速扩大，已成为室温硫化硅橡胶的主要品种和发展方向。近年来脱醇杂色胶有了很大的发展，但醇型透明类的产品一直没什么进展。醇型透明胶的性能与其他透明类产品相比具有以下优点：（1）、具有优异的透光率；（2）、电绝缘性能优异，防潮、防电晕；（3）、具有良好的耐高低温性能；（4）、抗黄变性能好；（5）、由于脱醇类易挥发气体，不对镜面玻璃、黄铜、镀锌等材料腐蚀渗透，适用面广、具有环保性。

目前德国瓦克公司、美国道康宁公司有相对成熟的此类产品，但通过各方面性测试发现都存在一些性能方面的缺陷。国内此类产品的研究和生产尚处在探索阶段，且存在的缺陷较大。

现有技术中脱醇型单组分室温硫化硅橡胶生产时，因α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷中的硅羟基易与催化剂有机锡、钛络合物发生缩合反应，使聚合物摩尔质量短时间内迅速增大、粘度增高，同时硅烃基易与无机填料表面的烃基发生氢键缔合作用，造成无法加入和分散的现象，使混合胶料造成结构化现象从而失去加工性能。现有技术中多用钛络合物作为催化剂，而这样易造成胶料变黄现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在保持成品性能的基础上防止胶料黄变、将半成品储存期限定在合适范围内的一种透明脱醇型单组份室温硫化硅橡胶。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种透明脱醇型单组份室温硫化硅橡胶,原料按以下重量百分比制成：α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷75～90%，封端剂1～5%，羟基脱除剂0.1～2%，封端催化剂0.1～2%，白炭黑补强填料1～15%，硅氧烷化合物交联剂1～6%，钛酸硅氧烷酯催化剂0.01～2%，有机锡类催化剂0.01～2%，硅烷偶联剂0.01～3%，烷烃混合物增塑剂1～10%。

作为优选的技术方案，原料按以下重量百分比制成：α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷78%，封端剂1.6%，羟基脱除剂0.6%，封端催化剂0.2%，白炭黑补强填料11%，硅氧烷化合物交联剂6%，钛酸硅氧烷酯催化剂0.1%，有机锡类催化剂0.1%，硅烷偶联剂0.2%，烷烃混合物增塑剂2.2%。

作为对上述技术方案的改进，原料按以下重量百分比制成：α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷83.5%，封端剂1.6%，羟基脱除剂0.6%，封端催化剂0.4%，白炭黑补强填料9%，硅氧烷化合物交联剂3%，钛酸硅氧烷酯催化剂0.3%，有机锡类催化剂0.06%，硅烷偶联剂0.24%，烷烃混合物增塑剂1.3%。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的分子量在5000～12000g/mol之间，动力粘度10000～100000Pa.s；

所述封端剂为多官能团烷氧基硅烷类产品；

所述白炭黑补强填料为不同比表面积的白炭黑；

所述钛酸硅氧烷酯催化剂由钛酸异丙酯与烷基醇反应制得；

所述有机锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡；

所述硅烷偶联剂为含环氧基的硅烷偶联剂；

所述烷烃混合物增塑剂为链烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物，所述烷烃混合物增塑剂的动力粘度室温下为1～20Pa.s。

作为对上述技术方案的更进一步改进，所述羟基脱除剂为硅氮烷、氮杂环戊烷、氮杂环己烷、氨基甲酸酯硅烷和环氧基硅烷中的至少一种；

所述封端催化剂为碱金属氢氧化物、有机胺类化合物、磷酸酯、含肟基的化合物和醋酸钾中的至少一种；

所述硅氧烷化合物交联剂的通式为R1nSi(OR2)4-n，1≤n≤4，其中R1为直链或者支链的饱和或不饱和的烃基，在n≥2时，R1所代表的烃基相同或者不相同；在4-n≥2时，R2所代表烃基相同或者不相同。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种明脱醇型单组份室温硫化硅橡胶的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种透明脱醇型单组份室温硫化硅橡胶的制备方法,包括下列步骤：

第一步：按重量百分比将75～90%的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷与1～5%的封端剂、0.1～2%的羟基脱除剂和0.1～2%的封端催化剂加入到反应釜中加温第一次真空搅拌进行封端反应；将封端反应后的半成品储存5～10天待用；

第二步：将半成品放入搅拌装置中，按重量百分比加入1～15%的白炭黑补强填料和1～10%的烷烃混合物增塑剂后进行第二次真空搅拌；

第三步：向搅拌装置中按重量百分比加入1～6%的硅氧烷化合物交联剂、0.01～2%的钛酸硅氧烷酯催化剂、0.01～2%的有机锡类催化剂和0.01～3%的硅烷偶联剂后进行第三次真空搅拌；

第四步：进行出料分装，得最终产品。

作为优选的技术方案，所述第一步中反应釜的真空度为0.09～0.12MPa、温度控制在60～80℃、反应釜的搅拌机转速为28～35r/s搅拌60～180min，然后升温至120～130℃，保温抽空搅拌180～200min；

所述第二步中真空度为0.09～0.12MPa、搅拌机转速为45～55r/s搅拌40～50min；

所述第三步中真空度为0.09～0.12MPa、搅拌机转速为36～46r/s搅拌30～40min。

作为对上述技术方案的改进，所述第一步第一次真空搅拌的真空度0.09MPa、温度控制在60-80℃、搅拌机转速为28r/s搅拌60-180min，然后升温至120℃保温抽空搅拌180min，封端完毕后储存一周后待用；

所述第二步中第二次真空搅拌的真空度为0.09MPa、搅拌机转速为45r/s搅拌40min；

所述第三步中第三次真空搅拌的真空度为0.09MPa、搅拌机转速为36r/s搅拌30min。

作为对上述技术方案的改进，所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的分子量在5000～12000g/mol之间，动力粘度10000～100000Pa.s；

所述封端剂为多官能团烷氧基硅烷类产品；

所述白炭黑补强填料为不同比表面积的白炭黑；

所述钛酸硅氧烷酯催化剂由钛酸异丙酯与烷基醇反应制得；

所述有机锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡；

所述硅烷偶联剂为含环氧基的硅烷偶联剂；

所述烷烃混合物增塑剂为链烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物，所述烷烃混合物增塑剂的动力粘度室温下为1～20Pa.s。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述羟基脱除剂为硅氮烷、氮杂环戊烷、氮杂环己烷、氨基甲酸酯硅烷和环氧基硅烷中的至少一种；

所述封端催化剂为碱金属氢氧化物、有机胺类化合物、磷酸酯、含肟基的化合物和醋酸钾中的至少一种；

所述硅氧烷化合物交联剂的通式为R1nSi(OR2)4-n，1≤n≤4，其中R1为直链或者支链的饱和或不饱和的烃基，在n≥2时，R1所代表的烃基相同或者不相同；在4-n≥2时，R2所代表烃基相同或者不相同。

由于采用了上述技术方案，为了防止胶料结构化，采用了合适的封端剂，并且成功取得封端后稳定的半成品，在生产过程中粘度不会起到剧烈变化，产品储存期得到加强；为了防止胶料的黄变，采用钛酸酯复配物，取得了良好的效果。本发明使用了新型封端剂，使半成品物性稳定，有利于储存，使成品胶生产时反应平稳，防止凝胶，使用了钛酸酯催化剂，有效防止胶料的黄变，提高了产品的储存稳定性。

Claims (10)

1.一种透明脱醇型单组份室温硫化硅橡胶,其特征在于，原料按以下重量百分比制成：α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷75～90%，封端剂1～5%，羟基脱除剂0.1～2%，封端催化剂0.1～2%，白炭黑补强填料1～15%，硅氧烷化合物交联剂1～6%，钛酸硅氧烷酯催化剂0.01～2%，有机锡类催化剂0.01～2%，硅烷偶联剂0.01～3%，烷烃混合物增塑剂1～10%。

2.如权利要求1所述的透明脱醇型单组份室温硫化硅橡胶，其特征在于，原料按以下重量百分比制成：α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷78%，封端剂1.6%，羟基脱除剂0.6%，封端催化剂0.2%，白炭黑补强填料11%，硅氧烷化合物交联剂6%，钛酸硅氧烷酯催化剂0.1%，有机锡类催化剂0.1%，硅烷偶联剂0.2%，烷烃混合物增塑剂2.2%。

3.如权利要求1所述的透明脱醇型单组份室温硫化硅橡胶，其特征在于，原料按以下重量百分比制成：α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷83.5%，封端剂1.6%，羟基脱除剂0.6%，封端催化剂0.4%，白炭黑补强填料9%，硅氧烷化合物交联剂3%，钛酸硅氧烷酯催化剂0.3%，有机锡类催化剂0.06%，硅烷偶联剂0.24%，烷烃混合物增塑剂1.3%。

4.如权利要求1所述的透明脱醇型单组份室温硫化硅橡胶，其特征在于，所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的分子量在5000～12000g/mol之间，动力粘度10000～100000Pa.s；

所述封端剂为多官能团烷氧基硅烷类产品；

所述白炭黑补强填料为不同比表面积的白炭黑；

所述钛酸硅氧烷酯催化剂由钛酸异丙酯与烷基醇反应制得；

所述有机锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡；

所述硅烷偶联剂为含环氧基的硅烷偶联剂；

所述烷烃混合物增塑剂为链烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物，所述烷烃混合物增塑剂的动力粘度室温下为1～20Pa.s。

5.如权利要求1、2、3或4所述的透明脱醇型单组份室温硫化硅橡胶，其特征在于，所述羟基脱除剂为硅氮烷、氮杂环戊烷、氮杂环己烷、氨基甲酸酯硅烷和环氧基硅烷中的至少一种；

所述封端催化剂为碱金属氢氧化物、有机胺类化合物、磷酸酯、含肟基的化合物和醋酸钾中的至少一种；

所述硅氧烷化合物交联剂的通式为R1nSi(OR2)4-n，1≤n≤4，其中R1为直链或者支链的饱和或不饱和的烃基，在n≥2时，R1所代表的烃基相同或者不相同；在4-n≥2时，R2所代表烃基相同或者不相同。

6.一种透明脱醇型单组份室温硫化硅橡胶的制备方法,其特征在于，包括下列步骤：

第一步：按重量百分比将75～90%的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷与1～5%的封端剂、0.1～2%的羟基脱除剂和0.1～2%的封端催化剂加入到反应釜中加温第一次真空搅拌进行封端反应；将封端反应后的半成品储存5～10天待用；

第二步：将半成品放入搅拌装置中，按重量百分比加入1～15%的白炭黑补强填料和1～10%的烷烃混合物增塑剂后进行第二次真空搅拌；

第三步：向搅拌装置中按重量百分比加入1～6%的硅氧烷化合物交联剂、0.01～2%的钛酸硅氧烷酯催化剂、0.01～2%的有机锡类催化剂和0.01～3%的硅烷偶联剂后进行第三次真空搅拌；

第四步：进行出料分装，得最终产品。

7.如权利要求6所述的透明脱醇型单组份室温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于，

所述第一步中反应釜的真空度为0.09～0.12MPa、温度控制在60～80℃、反应釜的搅拌机转速为28～35r/s搅拌60～180min，然后升温至120～130℃，保温抽空搅拌180～200min；

所述第二步中真空度为0.09～0.12MPa、搅拌机转速为45～55r/s搅拌40～50min；

所述第三步中真空度为0.09～0.12MPa、搅拌机转速为36～46r/s搅拌30～40min。

8.如权利要求7所述的透明脱醇型单组份室温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于，

所述第一步第一次真空搅拌的真空度0.09MPa、温度控制在60-80℃、搅拌机转速为28r/s搅拌60-180min，然后升温至120℃保温抽空搅拌180min，封端完毕后储存一周后待用；

所述第二步中第二次真空搅拌的真空度为0.09MPa、搅拌机转速为45r/s搅拌40min；

所述第三步中第三次真空搅拌的真空度为0.09MPa、搅拌机转速为36r/s搅拌30min。

9.如权利要求6所述的透明脱醇型单组份室温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的分子量在5000～12000g/mol之间，动力粘度10000～100000Pa.s；

所述封端剂为多官能团烷氧基硅烷类产品；

所述白炭黑补强填料为不同比表面积的白炭黑；

所述钛酸硅氧烷酯催化剂由钛酸异丙酯与烷基醇反应制得；

所述有机锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡；

所述硅烷偶联剂为含环氧基的硅烷偶联剂；

所述烷烃混合物增塑剂为链烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物，所述烷烃混合物增塑剂的动力粘度室温下为1～20Pa.s。

10.如权利要求6、7、8或9所述的透明脱醇型单组份室温硫化硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述羟基脱除剂为硅氮烷、氮杂环戊烷、氮杂环己烷、氨基甲酸酯硅烷和环氧基硅烷中的至少一种；

所述封端催化剂为碱金属氢氧化物、有机胺类化合物、磷酸酯、含肟基的化合物和醋酸钾中的至少一种；

所述硅氧烷化合物交联剂的通式为R1nSi(OR2)4-n，1≤n≤4，其中R1为直链或者支链的饱和或不饱和的烃基，在n≥2时，R1所代表的烃基相同或者不相同；在4-n≥2时，R2所代表烃基相同或者不相同。