專利名稱：有機硅膠粘劑用表面增粘處理劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機硅膠粘劑用的表面增粘處理劑。
以硅樹脂和室溫硫化硅橡膠為主要材料組成的多組份和單組份的有機硅膠粘劑和密封劑廣泛用于各種領(lǐng)域。這種多組份和單組份的有機硅膠粘劑大多數(shù)必須借助于適當(dāng)?shù)谋砻嬖稣程幚韯Ρ徽辰Y(jié)材料表面進行處理，才能使固體材料表面具有一定的粘合強度。
在已有技術(shù)中，有機硅膠粘劑用表面增粘處理劑一般由硅烷偶聯(lián)劑和有機溶劑組成，如在USP 3481815和Fr.1509762中所述的。硅烷偶聯(lián)劑具有RSiX3的結(jié)構(gòu)通式，其中R為-CH＝CH2、-CH2CH2CH3等基團，X為易水解的基團，如-OCH3、-OC2H5和Cl等。有機溶劑包括脂肪烴、芳香烴、鹵代脂肪烴或芳香烴、酮和醇等。國內(nèi)常用的硅烷偶聯(lián)劑有乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巰基代丙基三甲氧基硅烷和γ-環(huán)氧丙基醚丙基三甲氧基硅烷等等。
采用上述由硅烷偶聯(lián)劑和有機溶劑組成的表面增粘處理劑對固體材料表面進行增粘處理，雖能解決一些有機硅膠粘劑的粘合問題，但存在以下一些不足之處一、上述增粘處理劑對金、銀和鎳等低表面能的金屬表面以及許多塑料表面幾乎沒有增粘效果。二、含有氨基和環(huán)氧基團的有機硅偶聯(lián)劑與有機溶劑組成的增粘處理劑耐熱性能欠佳，長期工作時所能耐受的溫度在175℃以下;采用R為-CH＝CH2或-CH2CH2CH3基團的硅烷偶聯(lián)劑時，耐熱性能雖能有所提高，但基增粘效果較差。三、硅烷偶聯(lián)劑和有機溶劑組成的增粘處理劑貯存時間短，易發(fā)生沉淀和凝膠等現(xiàn)象，影響增粘效果。
本發(fā)明的目的是提供一種有機硅膠粘劑與金屬、塑料等多種材料粘合用的廣域表面增粘處理劑。它不僅適用于鋼、鋁和銅等常用金屬材料的增粘處理，而且還適用于金、銀、鎳和鉻等許多低表面能的金屬表面的增粘處理。該增粘處理劑具有優(yōu)良的耐熱性能，良好的貯存穩(wěn)定性和對施工工藝和環(huán)境的良好適應(yīng)性。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，這種有機硅膠粘劑用的表面粘處理劑的組成包括a.鈦酸酯3～20%(重量)b.有機硅樹脂 2～30%(重量)c.有機硅酸酯10～25%(重量)d.有機溶劑45～85%(重量)上述組分中所述的鈦酸酯的化學(xué)分子式通式為Ti(OR)4，式中R為碳原子數(shù)是2～4的烷基。這些鈦酸酯包括鈦酸乙酯、鈦酸正丙酯、鈦酸異丙酯、鈦酸正丁酯、鈦酸異丁酯等。鈦酸酯是本發(fā)明增粘處理劑的主要組份，它在空氣中極易水解，并進而縮合。它是被粘合的固體材料表面和膠粘劑中的有機硅聚合物之間的偶聯(lián)劑。
上述組分中所述的有機硅樹脂是硅酸鈉與六甲基二硅醚的反應(yīng)產(chǎn)物，該反應(yīng)在鹽酸存在下進行。這種有機硅樹脂是一種成膜材料，它隨著合成條件的不同而有不同的分子結(jié)構(gòu)。上述組分中所述的有機硅酸酯是原硅酸酯或它的水解縮合產(chǎn)物。水解縮合反應(yīng)在酸性條件下進行。這類原硅酸酯包括原硅酸甲酯、原硅酸乙酯、原硅酸正丙酯、原硅酸異丙酯、原硅酸正丁酯、原硅酸異丁酯等。水解縮合產(chǎn)物可以是二聚體、三聚體、四聚體、五聚體和六聚體等。上述組分中所述的有機溶劑可從烷烴、鹵化烷烴、芳烴、鹵化芳烴或它們的混合物中選擇。這些有機溶劑具有適宜的揮發(fā)速度。適用的烷烴與鹵化烷烴有正己烷、環(huán)己烷、異己烷、庚烷、異辛烷、甲基環(huán)己烷、石油醚、工業(yè)汽油、三氯乙烯、四氯乙烯、二氯乙烷和四氯乙烷等。適用的芳香烴和鹵代芳香烴有苯甲苯、二甲苯、一氯代苯、二氯代苯、一氯甲苯和二氯甲苯等。
本發(fā)明組分中的有機溶劑最佳是具有適中揮發(fā)度的非鹵代烷烴，如正己烷、正庚烷、環(huán)己烷、異辛烷和石油醚等。
本發(fā)明組成中，鈦酸酯含量最佳為5～10%(重量)。
本發(fā)明有機硅膠粘劑用表面增粘處理劑的制備方法是，反應(yīng)在常溫下進行，在不斷攪拌下，先把有機硅樹脂完全溶解于有機溶劑中，然后，在制得的溶液中加入鈦酸酯和有機硅酸酯。
本發(fā)明有機硅膠粘劑用表面增粘處理劑與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1.本發(fā)明是一種廣域表面增粘處理劑，它不但對鋼、鋁和銅等金屬材料表面有良好的增粘效果，而且對金、銀和鎳等低表面能的金屬表面增粘效果也很好，另外，還能有效地增粘許多塑料表面，包括聚酯塑料、未增塑的聚烯烴塑料、聚酰胺塑料和聚丙烯酸酯塑料等等。2.本發(fā)明具有極佳的耐熱空氣老化性能，可在200℃的溫度下長期工作，可在250℃的溫度下短期工作。3.本發(fā)明具有極佳的貯存穩(wěn)定性，存放二年后，產(chǎn)品的外觀、粘度和增粘效果均無變化。4.本發(fā)明的施工工藝簡單，對環(huán)境的適應(yīng)性好，涂復(fù)后露置在空氣中較穩(wěn)定。
現(xiàn)結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
下面各實施例，除特別注明的外，“份”均為“重量份”;用以顯示本發(fā)明之效果而使用的有機硅膠粘劑組成如下組分編號 組分名稱 用量(重量份)① 室溫硫化硅橡膠(動力粘度40～50 Pa·s) 100② 硅烷處理過的疏水性氣相白 35炭黑(比表面積約200 m2/g)③ 二氧化鈦(金紅石型) 3④ 超細粒子輕質(zhì)碳酸鈣 3⑤ 二氧化鈦(Y型) 0.8⑥ 硅烷類交聯(lián)劑 3⑦ 原硅酸乙酯 3⑧ 硅烷類交聯(lián)劑 3⑨ 有機錫 0.5其中①至⑤組分用開放式煉膠機混煉制成膏狀體，作為甲組分，⑥至⑨組分混和均勻后作為乙組份。使用前把甲、乙兩組分混合均勻即能固化成硫化膠，起到粘合劑的功能。固化后粘合劑的性能如下室溫下 經(jīng)200℃×200h熱空氣老化后兩組分混合后膠粘劑的 <2h可使用時間 5.7 4.5
拉伸強度 500 400扯斷伸長率,%硬度,邵氏A型 43 37撕裂強度,kN/m 16 15脆性溫度 -70℃不斷 -實施例一以硅酸鈉和六甲基二硅醚在鹽酸存在下反應(yīng)而得的有機硅樹脂2份溶解于75份庚烷中。當(dāng)有機硅樹脂全部溶解后，加入縮硅酸乙酯11份，這種縮硅酸乙酯是由四至五個原硅酸乙酯分子縮聚而成的大分子產(chǎn)物。接著在攪拌下往溶液中加入鈦酸正丁酯3.5份。攪拌均勻后便得到一個清徹透明的液態(tài)組成物，稱作處理劑A。
以處理劑A作為金屬表面的增粘處理劑，以R-15(上海橡膠制品研究所生產(chǎn)的以硼硅化合物為主體材料的表面增粘處理劑)作為硅橡膠硫化膠的表面增粘處理劑。上述兩種處理劑分別涂復(fù)在兩種材料表面后，均于室溫下晾干1小時，然后施涂有機硅膠粘劑，貼合，于室溫下固化六天，得到老化前后的測試結(jié)果如表1所示。

＊粘合面未用本發(fā)明增粘處理劑處理過，以下各例同。
實施例二以實施例一中的處理劑A作為各種金屬及漆面材料的增粘處理劑，采用上述的有機硅粘合劑粘合經(jīng)處理劑A處理過的金、銀、紫銅和聚氨酯漆面試片，室溫固化六天后，測試結(jié)果如表2所示(常溫測試)。
表2.
實施例三以硅酸鈉和六甲基二硅醚在鹽酸存在下反應(yīng)而得的有機硅樹脂5份溶解于80份石油醚中，俟有機硅樹脂完全溶解后，加入例一中所述的縮硅酸乙酯12份和鈦酸異丙酯11份，攪拌均勻后得到清徹透明的液態(tài)組成物稱作為處理劑B。
將處理劑B涂復(fù)于不銹鋼(1 Cr18Ni9Ti)試片，并用上述有機硅粘合劑粘合，測定處理劑涂復(fù)后的常溫露置時間(在相對濕度65±5%的條件下)對粘合強度的影響，結(jié)果如表3所示。
表3.
實施例四以硅酸鈉和六甲基二硅醚在鹽酸存在下反應(yīng)而得的有機硅樹脂25份溶解于70份三氯乙烷中，當(dāng)有機硅樹脂全部溶解后，加入原硅乙酯30份，鈦酸正丙酯7份，攪拌均勻后，得到清徹透明的液態(tài)組成物，稱作為處理劑C。
以上述有機硅膠粘劑粘合用處理劑C進行表面增粘處理的陽極化鋁合金(LY12CZ)試片，粘合試樣經(jīng)室溫固化六天后，測得剪切強度為4.2MPa，對照試驗的相應(yīng)值為0.4MPa。
實施例五處理劑的組成為有機硅樹脂27份，二甲苯45份，原硅酸乙酯10份，鈦酸乙酯18份;制備工藝與實施例四相同，粘合試驗及試片也與實施例四相同，測得的粘合剪切強度為3.7MPa，對照試驗相應(yīng)值為0.3MPa。
權(quán)利要求
1.一種有機硅膠粘劑用的表面增粘處理劑，其特征在于組成包括a.鈦酸酯 3～20%(重量)，b.有機硅樹脂 2～30%(重量)，c.有機硅酸酯 10～25%(重量)，d.有機溶劑45～85%(重量)。
2.如權(quán)利要求1所述的有機硅膠粘劑用的表面增粘處理劑，其特征在于所述的鈦酸酯化學(xué)分子通式為Ti(OR)4，式中R為碳原子數(shù)是2～4的烷基。
3.如權(quán)利要求1或2所述的有機硅膠粘劑用的表面增粘處理劑，其特征在于所述的有機硅樹脂是硅酸鈉與六甲基二硅醚的反應(yīng)產(chǎn)物，所述的有機硅酸酯是原硅酸酯或它的水解縮合產(chǎn)物，所述的有機溶劑可以從烷烴、鹵化烷烴、芳烴、鹵化芳烴或它們的混合物中選擇。
4.如權(quán)利要求1或2所述的有機硅膠粘劑用表面增粘處理劑，其特征在于其中酞酸酯的含量最佳為5～10%(重量)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的有機硅膠粘劑用的表面增粘處理劑的制備方法，其特征在于，反應(yīng)在常溫下進行，在不斷攪拌下，先把有機硅樹脂完全溶解于有機溶劑中，然后，在制得的溶液中加入鈦酸酯和有機硅酸酯。
全文摘要
一種有機硅膠粘劑用的表面增粘處理劑，其組成包括鈦酸酯、有機硅樹脂、有機硅酸酯、有機溶劑。其制備方法是反應(yīng)在常溫下進行，在不斷攪拌下，先把有機硅樹脂溶解于有機溶劑中，然后在溶液中加入鈦酸酯和有機硅酸酯。這種表面增粘處理劑具有貯存穩(wěn)定性好，適用面廣、耐熱性佳等優(yōu)點。
文檔編號C09J11/06GK1105052SQ93112608
公開日1995年7月12日 申請日期1993年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月17日
發(fā)明者廖明 申請人:上海橡膠制品研究所