專利名稱：異氰酸酯改性雙組份硅橡膠膠粘劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙組份硅橡膠膠粘劑及制備方法，尤其涉及一種異氰酸酯改性 雙組份硅橡膠膠粘劑及制備方法。
背景技術(shù)：
由于雙組分硅橡膠膠粘劑具有快速固化的優(yōu)勢(shì)，但是固化速度與粘接性能是一 對(duì)矛盾，固化速度的加快將影響硅橡膠的粘接性能；普遍認(rèn)為雙組份硅橡膠膠粘劑的粘 接性明顯低于單組份硅橡膠膠粘劑，目前市場上雙組份硅橡膠膠粘劑采用A組分為a， -二羥基聚二甲基硅氧烷+填料+交聯(lián)劑；B組分為催化劑制成雙組份的硅橡膠膠粘 劑，該雙組份硅橡膠膠粘劑粘接性和本體性能低于市場的需要，不能滿足基材如PVC、 ABS、PPO的需要。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種粘接性和本體性好的異氰酸酯改性 雙組份硅橡膠膠粘劑。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明異氰酸酯改性雙組份硅橡膠膠粘劑，包括A組 分和B組分，按重量份數(shù)A、B組分如下所述A組分包括a，二羥基聚二甲基硅氧烷100份；固體填料0 500 份；氣相法二氧化硅0 50份；顏料0 20份；水0 5份；所述B組分包括甲基硅油10 50份；交聯(lián)劑2 20份；硅烷偶聯(lián)劑0 10 份；異氰酸酯改性的硅烷偶聯(lián)劑10 40份；固體填料0 35份；催化劑0 3份；氣 相法二氧化硅0 10份所述；所述A組分和B組分體積比為4 1混合使用。所述B組分中的異氰酸酯改性的硅烷偶聯(lián)劑制備步驟是a、取100份低聚物多 元醇與3 100份多異氰酸酯完全反應(yīng)得到長鏈或者具有交聯(lián)度的聚氨酯預(yù)聚物；b、向 a步產(chǎn)物中逐漸加入共6 200份的氨基硅烷偶聯(lián)劑，完全反應(yīng)得異氰酸酯改性的硅烷偶 聯(lián)劑。所述A組分中的a，co-二羥基聚二甲基硅氧烷，在23°C時(shí)粘度為700 lOOOOOmPa s。所述A組分和B組分中的固體填料包括輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、硅微粉、白 剛玉、滑石粉、石英粉等補(bǔ)強(qiáng)或半補(bǔ)強(qiáng)填料，和銀粉、石墨粉、碳化硅、氮化硅、氫氧 化鋁、氫氧化鎂、三氧化二鐵等功能性填料，其中的一種或多種混合物。所述B組分中的甲基硅油，在23°C時(shí)粘度為100 lOOOOmPa s。所述B組分中的交聯(lián)劑包括四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、甲 基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、三官能度或四官能度的脫醇 型交聯(lián)劑的一種或多種混合物。
所述B組分中的硅烷偶聯(lián)劑包括氨基硅烷偶聯(lián)劑或Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧 基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷。所述的催化劑選擇錫類、鉍類或鈦酸酯類催化劑。
所述低聚物多元醇包括聚醚多元醇、聚酯多元醇和聚碳酸酯多元醇的一種或者 多種混合物；所述多異氰酸酯包括脂肪族多異氰酸酯和芳香族多異氰酸酯的一種或者多 種混合物；所述氨基硅烷偶聯(lián)劑包括伯氨基、仲氨基的二、三甲氧基、乙氧基硅烷一種 或者多種的混合物，優(yōu)選Y-氨丙基三甲氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、乙二胺基 丙基二甲氧基硅烷、β-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的 一種或者多種的混合物。所述的A組分中的α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷，作為膠粘劑使用時(shí)粘度為 5000 IOOOOOmPa · S，作為灌封用的膠粘劑使用時(shí)粘度700 8000mPa · S。所述聚醚多元醇為聚乙二醇多元醇或聚丙二醇多元醇或聚四氫呋喃多元醇，其 中優(yōu)選聚四氫呋喃多元醇；所述聚酯多元醇為聚乙二酸乙二醇酯多元醇或聚己二酸丁二 醇酯多元醇或聚己二酸己二醇酯多元醇或聚己二酸新戊二醇酯多元醇，優(yōu)選聚己二酸己 二醇酯多元醇；所述聚碳酸酯多元醇為1，6-己二醇的含量在0 100%的聚碳酸酯系 列；所述多元醇的分子量為200 10000。所述脂肪族多異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、或者異 佛爾酮二異氰酸酯三聚體、六亞甲基二異氰酸酯三聚體、優(yōu)選異佛爾酮二異氰酸酯三聚 體和六亞甲基二異氰酸酯三聚體。所述芳香族多異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯三聚體。制備異氰酸酯改性雙組份硅橡膠膠粘劑方法，包括制備A組分和制備B組分的 方法其中制備A組分的方法步驟如下(1)、將100份的α，ω - 二羥基聚二甲基硅氧烷、0 500份的固體填料和0 20份的顏料加入到攪拌釜中，在真空度> _0.09MPa，溫度4°C 30°C條件下以相同的攪 拌速率充分?jǐn)嚢瑁?2)、攪拌均勻后加入0 5份的水，在真空度> _0.09MPa，溫度4°C 30°C條 件下以相同的攪拌速率充分?jǐn)嚢瑁?3)、攪拌均勻后分批次加入0 50份的氣相法二氧化硅，在真空度 > -0.09MPa,溫度4°C 30°C條件下以相同的攪拌速率充分?jǐn)嚢?，得到體系均一的A組 分；制備B組分的方法步驟如下(1)、制備異氰酸酯改性的硅烷偶聯(lián)劑；(2)、將10 50份的甲基硅油、2 20份的交聯(lián)劑和經(jīng)過高溫干燥脫水處理0 35份的固體填料加入到反應(yīng)釜中，在真空度> _0.09MPa，溫度4°C 30°C條件下以相同 的攪拌速率充分?jǐn)嚢瑁?3)、接著加入0 10份的硅烷偶聯(lián)劑、10 40份的異氰酸酯改性的硅烷偶聯(lián) 劑和0 3份的催化劑，在真空度> _0.09MPa，溫度4°C 30°C條件下以相同的攪拌速 率充分?jǐn)嚢瑁?br> (4)、攪拌均勻后分批次加入0 10份的氣相法二氧化硅，在真空度 > -0.09MPa,溫度4°C 30°C條件下以相同的攪拌速率充分?jǐn)嚢瑁玫襟w系均一的B組 分。本發(fā)明的有益效果，利用異氰酸酯改性硅烷偶聯(lián)劑，在與其他硅烷偶聯(lián)劑的配 合使用下，具有更好的粘接性能；異氰酸酯改性硅烷偶聯(lián)劑可以作為交聯(lián)劑使用，可以 顯著的增加硅橡膠的本體強(qiáng)度；A組分和B組分的生產(chǎn)工藝簡單，適于大批量生產(chǎn)，可 以生產(chǎn)具有灌封作用的膠粘劑。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作出進(jìn)一步說明實(shí)施例1A組分的合成方法步驟將100份的粘度為20000mPa s的a，co- 二羥基聚 二甲基硅氧烷、50份重質(zhì)碳酸鈣、100份硅微粉、10份二氧化鈦加入到攪拌釜中，在真 空度>-0.09MPa，溫度4°C 30°C條件下以一定的攪拌速率(真空度、溫度、攪拌速率 下同)充分?jǐn)嚢?，攪拌完全后加?.8份的水，攪拌均勻后繼續(xù)后分2次加入10份氣相法 二氧化硅，充分?jǐn)嚢韬蟮皿w系均一的白色的A組分，測試A組分的密度為1.38g/cm3。B組分的合成方法步驟1、異氰酸酯改性硅烷偶聯(lián)劑的合成將100份分子量為1000的聚丙二醇二元醇 與24.4份異佛爾酮二異氰酸酯在80°C反應(yīng)5小時(shí)，反應(yīng)得到長鏈的聚氨酯預(yù)聚物；冷卻 至20°C以下，逐漸加入共41份氨丙基三甲氧基硅烷的氨基硅烷偶聯(lián)劑，完全反應(yīng)得 異氰酸酯改性的硅烷偶聯(lián)劑；放入塑料容器中密封備用。2、將40份粘度為lOOOmPa s的甲基硅油、15份四丙氧基硅烷、10份輕質(zhì)碳 酸鈣和10份硅微粉加入到反應(yīng)釜中充分?jǐn)嚢瑁瑪嚢杈鶆蚝蠹尤?份的氨丙基三乙氧 基硅烷、35份合成的異氰酸酯改性的硅烷偶聯(lián)劑和0.6份二月硅酸二丁基錫，繼續(xù)充分?jǐn)?拌后分2次加入6份氣相法二氧化硅，攪拌均勻后得到體系均一的白色的B組分；測試B 組分的密度為1.14g/cm3 ；其中B組分中的固體填料需要經(jīng)過高溫干燥脫水處理。雙組份硅橡膠的使用方法將A組分和B組分分別裝入體積比例為4 1的雙 組份膠筒中，利用氣動(dòng)雙組份膠槍打膠，A組分和B組分通過靜態(tài)混合管混合均勻，可 操作時(shí)間為20min，清膠時(shí)間為60min，可以用于粘接PVC、PC、PVDF等塑料。雙組分硅橡膠在7天完全固化后，硬度為46sh0reA，斷裂伸長率為145%，拉伸 強(qiáng)度為1.8MPa。實(shí)施例2A組分的合成方法步驟將100份的粘度為3000mPa s的a，co - 二羥基聚二甲基硅氧烷、30份輕質(zhì) 質(zhì)碳酸鈣、100份白剛玉、10份三氧化二鐵加入到攪拌釜中，在真空度>_0.09MPa，溫 度4°C 30°C條件下以一定的攪拌速率(真空度、溫度、攪拌速率下同)充分?jǐn)嚢?，?拌完全后加入4份的水，充分?jǐn)嚢韬蟮皿w系均一的紅色的A組分，測試A組分的密度為 1.30g/cm3。B組分的合成方法步驟
1、異氰酸酯改性硅烷偶聯(lián)劑的合成將100份分子量為2000的聚丙二醇二元醇 與84份六亞甲基二異氰酸酯在80°C反應(yīng)5小時(shí)，反應(yīng)得到長鏈的聚氨酯預(yù)聚物；冷卻至 20°C以下，逐漸加入共165份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，完全反應(yīng)得異氰酸酯改性的硅 烷偶聯(lián)劑；放入塑料容器中密封備用。2、將40份粘度為500mPa · S的甲基硅油、15份四丙氧基硅烷、20份輕質(zhì)碳酸 鈣加入到反應(yīng)釜中充分?jǐn)嚢瑁瑪嚢杈鶆蚝蠹尤?0份合成的異氰酸酯改性的硅烷偶聯(lián)劑和 0.3份二月硅酸二丁基錫，繼續(xù)充分?jǐn)嚢韬?加入4份氣相法二氧化硅，攪拌均勻后得到 體系均一的白色的B組分；測試B組分的密度為1.14g/cm3;其中B組分中的固體填料需 要經(jīng)過高溫干燥脫水處理。雙組份硅橡膠的使用方法將A組分和B組分分別裝入體積比例為4 1的雙組份膠筒中，利用氣動(dòng)雙組份膠槍打膠，A組分和B組分通過靜態(tài)混合管混合均勻，可 操作時(shí)間為40min，清膠時(shí)間為80min，可以用于粘接PVC、PC、PVDF等塑料，并可用
作灌封膠。雙組分硅橡膠在7天完全固化后，硬度為45sh0reA，斷裂伸長率為150%，拉伸 強(qiáng)度為2.0MPa。
權(quán)利要求
1.一種異氰酸酯改性雙組份硅橡膠膠粘劑，該硅橡膠膠粘劑包括A組分和B組分， 按重量份數(shù)A、B組分如下所述A組分包括α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷100份；固體填料0 500份； 氣相法二氧化硅0 50份；顏料0 20份；水0 5份；所述B組分包括甲基硅油10 50份；交聯(lián)劑2 20份；硅烷偶聯(lián)劑0 10份； 異氰酸酯改性的硅烷偶聯(lián)劑10 40份；固體填料0 35份；催化劑0 3份；氣相法 二氧化硅0 10份；所述A組分和B組分體積比為4 1混合使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種異氰酸酯改性雙組份硅橡膠膠粘劑，其特征在于所述B 組分中的異氰酸酯改性的硅烷偶聯(lián)劑制備步驟是a、取100份低聚物多元醇與3 100 份多異氰酸酯完全反應(yīng)得到長鏈或者具有交聯(lián)度的聚氨酯預(yù)聚物；b、向a步產(chǎn)物中逐漸 加入共6 200份的氨基硅烷偶聯(lián)劑，完全反應(yīng)得異氰酸酯改性的硅烷偶聯(lián)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種異氰酸酯改性雙組份硅橡膠膠粘劑，其特征在于所述A 組分中的α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷，在23°C時(shí)粘度為700 IOOOOOmPa · S。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種異氰酸酯改性雙組份硅橡膠膠粘劑，其特征在于所述A 組分和B組分中的固體填料包括補(bǔ)強(qiáng)、半補(bǔ)強(qiáng)和功能性填料的一種或多種混合物，其中 補(bǔ)強(qiáng)或半補(bǔ)強(qiáng)填料為輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、硅微粉、白剛玉、滑石粉、石英粉等， 功能性填料為銀粉、石墨粉、碳化硅、氮化硅、氫氧化鋁、氫氧化鎂、三氧化二鐵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種異氰酸酯改性雙組份硅橡膠膠粘劑，其特征在于所述B 組分中的甲基硅油，在23°C時(shí)粘度為100 IOOOOmPa · S。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種異氰酸酯改性雙組份硅橡膠膠粘劑，其特征在于所述 B組分中的交聯(lián)劑包括四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅 烷、甲基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、三官能度或四官能度的脫醇型交聯(lián)劑的一 種或多種混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種異氰酸酯改性雙組份硅橡膠膠粘劑，其特征在于所述B 組分中的硅烷偶聯(lián)劑包括氨基硅烷偶聯(lián)劑或Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、Y-縮 水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種異氰酸酯改性雙組份硅橡膠膠粘劑，其特征在于所述 的催化劑選擇錫類、鉍類或鈦酸酯類催化劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種異氰酸酯改性雙組份硅橡膠膠粘劑，其特征在于 所述低聚物多元醇包括聚醚多元醇、聚酯多元醇和聚碳酸酯多元醇的一種或者多種混合 物；所述多異氰酸酯包括脂肪族多異氰酸酯和芳香族多異氰酸酯的一種或者多種混合 物；所述氨基硅烷偶聯(lián)劑包括伯氨基、仲氨基的二、三甲氧基、乙氧基硅烷一種或多種 的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述一種異氰酸酯改性雙組份硅橡膠膠粘劑，其特征在于 所述的A組分中的α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷，作為膠粘劑使用時(shí)粘度為5000 IOOOOOmPa · S，作為灌封用的膠粘劑使用時(shí)粘度700 8000mPa · S。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述一種異氰酸酯改性雙組份硅橡膠膠粘劑，其特征在于所 述聚醚多元醇為聚乙二醇多元醇或聚丙二醇多元醇或聚四氫呋喃多元醇，其中優(yōu)選聚四氫呋喃多元醇；所述聚酯多元醇為聚乙二酸乙二醇酯多元醇或聚己二酸丁二醇酯多元醇 或聚己二酸己二醇酯多元醇或聚己二酸新戊二醇酯多元醇，優(yōu)選聚己二酸己二醇酯多元 醇；所述聚碳酸酯多元醇為1，6-己二醇的含量在0 100%的聚碳酸酯系列；所述多元 醇的分子量為200 10000。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述一種異氰酸酯改性雙組份硅橡膠膠粘劑，其特征在于所述 脂肪族多異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、或者異佛爾酮二異氰 酸酯三聚體、六亞甲基二異氰酸酯三聚體、優(yōu)選異佛爾酮二異氰酸酯三聚體和六亞甲基 二異氰酸酯三聚體。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述一種異氰酸酯改性雙組份硅橡膠膠粘劑，其特征在于所述 芳香族多異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯三聚體。
14.制備權(quán)利要求1所述一種異氰酸酯改性雙組份硅橡膠膠粘劑方法，包括制備A組 分和制備B組分的方法其中制備A組分的方法步驟如下(1)、將100份的α，ω- 二羥基聚二甲基硅氧烷、0 500份的固體填料和0 20 份的顏料加入到攪拌釜中，在真空度> _0.09MPa，溫度4°C 30°C條件下以相同攪拌速 率充分?jǐn)嚢瑁?2)、攪拌均勻后加入0 5份的水，在真空度>_0.09MPa，溫度4°C 30°C條件下 以相同的攪拌速率充分?jǐn)嚢瑁?3)、攪拌均勻后分批次加入0 50份的氣相法二氧化硅，在真空度>_0.09MPa， 溫度4V 30°C條件下以相同的攪拌速率充分?jǐn)嚢?，得到體系均一的A組分；制備B組分的方法步驟如下(1)、制備異氰酸酯改性的硅烷偶聯(lián)劑；(2)、將10 50份的甲基硅油、2 20份的交聯(lián)劑和經(jīng)過高溫干燥脫水處理0 35 份的固體填料加入到反應(yīng)釜中，在真空度> _0.09MPa，溫度4°C 30°C條件下以相同的 攪拌速率充分?jǐn)嚢瑁?3)、接著加入0 10份的硅烷偶聯(lián)劑、10 40份的異氰酸酯改性的硅烷偶聯(lián)劑和 0 3份的催化劑，在真空度>_0.09MPa，溫度4°C 30°C條件下以相同的攪拌速率充分 攪拌；(4)、攪拌均勻后分批次加入0 10份的氣相法二氧化硅，在真空度>_0.09MPa， 溫度4°C 30°C條件下以相同的攪拌速率充分?jǐn)嚢瑁玫襟w系均一的B組分。
全文摘要
本發(fā)明公開一種異氰酸酯改性雙組份硅橡膠膠粘劑及制備方法，包括A組分和B組分，制備A組分和B組分條件是真空度＞-0.09MPa，溫度4℃～30。制備A組分方法(1)將100份α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷、0～500份固體填料和0～20份顏料加入到攪拌釜中充分?jǐn)嚢瑁?2)加入0～5份充分?jǐn)嚢瑁?3)分批次加入0～50份氣相法二氧化硅。制備B組分方法(1)制備異氰酸酯改性硅烷偶聯(lián)劑；(2)將10～50份甲基硅油、2～20份交聯(lián)劑和高溫干燥脫水處理0～35份固體填料加入到反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢瑁?3)加入0～10份硅烷偶聯(lián)劑、10～40份異氰酸酯改性硅烷偶聯(lián)劑和0～3份的催化劑充分?jǐn)嚢瑁?4)分批次加入0～10份氣相法二氧化硅充分?jǐn)嚢琛?br> 文檔編號(hào)C09J11/04GK102010689SQ201010548749
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者李印柏, 林新松, 潘換明, 翟海潮 申請(qǐng)人:北京天山新材料技術(shù)股份有限公司