一種阻燃性能優異的硅烷封端聚氨酯改性硅酮密封膠及其制備方法技術

本發明專利技術公開一種阻燃性能優異的硅烷封端聚氨酯改性硅酮密封膠，由以下重量份的原料組成：α,ω?二羥基聚二甲基硅氧烷55?70，納米SiO2?5?8，環氧丙醇10?16，聚醚多元醇22?30，2,4?甲苯二異氰酸酯14?20，二月桂酸二丁基錫1?3，γ?氨丙基三乙氧基硅烷6?17，無水甲醇適量，0.4mol/L甲醇鈉溶液適量，乙醇適量，四正丁基鈦酸酯2?5，羥基清除劑1?3，氫氧化鋁1?2，氯鉑酸1?2。本發明專利技術在SiO2納米粒子表面原位接枝聚環氧丙醇，之后將其復合到聚氨酯預聚體中，使得復合密封膠兼具聚氨酯與硅酮密封膠二者的優點，膠體具有更高的力學強度和粘結強度，同時提高膠體的低溫柔韌性、耐黃變性能。

Silane terminated polyurethane modified silicone sealant with excellent flame retardant property and preparation method thereof

The invention discloses an excellent flame retardant performance of silane terminated polyurethane modified silicone sealant, which consists of the following raw materials in weight portion: alpha, Omega two hydroxy two polydimethylsiloxane 55 nano SiO2 5 70, 8, 10 and 16 glycidol, polyether 22 30, toluene two 2,4 14 20 two isocyanate, lauric acid two butyl tin 1 3, gamma aminopropyltriethoxysilane 6 17, anhydrous methanol amount, 0.4mol/L amount of sodium methoxide solution, alcohol, butyl titanate four 2 5 1 3, hydroxyl scavenger, aluminum hydroxide 1 chloroplatinic acid 2, 1 2. The present invention poly glycidol in situ SiO2 nanoparticles surface grafting, the composite polyurethane prepolymer, polyurethane sealant with both advantages make the composite silicone sealant two, colloid has higher mechanical strength and bond strength, and improve the low temperature flexibility, colloid yellowing resistance.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及硅橡膠制備
，具體涉及一種阻燃性能優異的硅烷封端聚氨酯改性硅酮密封膠及其制備方法。
技術介紹
硅酮密封膠是以聚二甲基硅氧烷為主要原料，輔以交聯劑、填料、增塑劑、偶聯劑、催化劑在真空狀態下混合而成的膏狀物，在室溫下通過與空氣中的水發生應固化形成彈性硅橡膠。單組份脫醇型室溫硫化硅橡膠硫化過程中釋放出醇，相比于脫酸型、和脫酮肟型，具有環保、無腐蝕的優點，可廣泛應用于建筑、電子電氣、航天航空、汽車工業等行業，作為一種綠色環保的膠黏劑醇型密封膠將是未來市場應用的趨勢。謝桂榮、姜宏偉等人在其《聚氨酯改性端硅烷聚醚密封膠的研究》一文中，研究了端異氰酸酯基聚氨酯和端硅烷氧基聚氨酯與端硅烷聚醚復合制備的密封膠，經聚氨酯改性后的密封膠材料具有更好的透明性和力學性能，同時還展現出良好低溫柔韌性、耐黃變性能。本專利技術采用陰離子聚合法，在SiO2納米粒子表面原位接枝聚環氧丙醇，改善了其與膠料間的結合力，之后將其復合到聚氨酯預聚體中，通過利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷與-NCO封端的聚氨酯預聚體反應，在膠料中引入聚氨酯預聚體，使得復合密封膠兼具聚氨酯與硅酮密封膠二者的優點，密封膠具有更高的力學強度和粘結強度，同時提高膠體的低溫柔韌性、耐黃變性能。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術提供一種阻燃性能優異的硅烷封端聚氨酯改性硅酮密封膠及其制備方法。一種阻燃性能優異的硅烷封端聚氨酯改性硅酮密封膠，由以下重量份的原料組成：α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷55-70份，納米SiO25-8份，環氧丙醇10-16份，聚醚多元醇22-30份，2,4-甲苯二異氰酸酯14-20份，二月桂酸二丁基錫1-3份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷6-17份，無水甲醇適量，0.4mol/L甲醇鈉溶液適量，乙醇適量，四正丁基鈦酸酯2-5份，羥基清除劑1-3份，氫氧化鋁1-2份，氯鉑酸1-2份。具體步驟如下：（1）納米SiO2表面原位接枝聚環氧丙醇：①、取0.4mol/L甲醇鈉溶液，加入納米SiO2，超聲震蕩8-14分鐘，繼續反應50-70分鐘，停止反應后，采用無水甲醇洗滌，再經干燥、研磨得到表面醇鈉處理的納米SiO2；②、將上述表面醇鈉處理的納米SiO2，分子篩除水過的環氧丙醇加入三口燒瓶內，控制攪拌速度300-500r/min，溫度105-115℃，氮氣保護，反應40-55分鐘后離心分離，并用乙醇洗滌，經干燥得表面接枝聚環氧丙醇的納米SiO2；（2）納米SiO2復合聚氨酯預聚體的制備：在裝有攪拌器和溫度計的三口燒瓶中加入聚醚多元醇，在100-120℃條件下，真空減壓脫水1-3小時，降溫至60℃以下，改用機械攪拌，加入步驟（1）改性后的納米SiO2攪拌均勻，之后加入2,4-甲苯二異氰酸酯和二月桂酸二丁基錫，通入N2，升溫至70-90℃回流反應6-8小時，得到納米SiO2復合聚氨酯預聚體；（3）硅烷封端聚氨酯預聚體的合成：在裝有攪拌器和溫度計的三口燒瓶中加入上述復合聚氨酯預聚體、γ-氨丙基三乙氧基硅烷，真空保護下加熱至65-75℃，攪拌下反應1-3小時，制得硅烷封端聚氨酯預聚體；（4）密封膠的制備：①、將α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷與氫氧化鋁、氯鉑酸、羥基清除劑在捏合機中室溫捏合，加入，升溫在120-140℃下真空捏合攪拌1-3小時，脫除體系中的水分，然后降至室溫，經三輥研磨機研磨均勻，出料得到基膠；②、在行星攪拌機中加入上述基料，抽真空至真空度0.08-0.09MPa，攪拌8-15分鐘，加入步驟（3）制備的硅烷封端聚氨酯預聚體、四正丁基鈦酸酯，攪拌35-45分鐘，獲得阻燃性能優異的硅酮密封膠，通過壓盤將該密封膠裝入塑料膠瓶中密封保存。其中，所述羥基清除劑為六甲基二硅氮烷。與現有技術相比，本專利技術具有以下優點：（1）本專利技術利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷與-NCO封端的聚氨酯預聚體反應，將聚氨酯預聚體中的-NCO基全部被封端變成-Si(OC2H5)3，一方面利用硅烷封端的水解性能作為交聯劑，在接觸大氣中的濕氣時，迅速發生水解反應生成硅醇，與生膠中的Si-OH基發生縮合反應，從而導致單組分室溫硫化硅橡膠的固化交聯，另一方面引入聚氨酯預聚體，使得復合密封膠兼具聚氨酯與硅酮密封膠二者的優點，密封膠具有更高的力學強度和粘結強度，同時提高膠體的低溫柔韌性、耐黃變性能。（2）本專利技術采用陰離子聚合法，在SiO2納米粒子表面引發環氧丙醇開環聚合，原位接枝聚環氧丙醇，接枝后納米SiO2粒子仍呈規則球形，之后將其復合到聚氨酯預聚體中，隨后通過聚氨酯預聚體的改性添加到密封膠中，增加SiO2納米粒子與膠體的相容性，使其均勻穩定地分散在反應體系中，改善了與膠料間的結合力，使膠體的伸長率、拉伸強度、貯存穩定性等綜合性能提高。（3）氫氧化鋁通過吸熱反應，釋放出水蒸氣并生成成三氧化二鋁，產生的水蒸氣大大稀釋了可燃性氣體的濃度，同時吸收大量熱量也抑制了聚合物溫度的上升，最終破壞了維持聚合物持續燃燒的條件，本專利技術使用其作為密封膠體系的主阻燃劑，添加氯鉑酸能起到良好的協同阻燃作用，氯鉑酸對硅酮密封膠的生煙有一定的抑制作用。具體實施方式一種阻燃性能優異的硅烷封端聚氨酯改性硅酮密封膠，由以下重量份的原料組成：α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷65，納米SiO27，環氧丙醇13，聚醚多元醇24，2,4-甲苯二異氰酸酯14，二月桂酸二丁基錫2，γ-氨丙基三乙氧基硅烷13，無水甲醇適量，0.4mol/L甲醇鈉溶液適量，乙醇適量，四正丁基鈦酸酯3，羥基清除劑2，氫氧化鋁1.5，氯鉑酸1.5。具體步驟如下：（1）納米SiO2表面原位接枝聚環氧丙醇：①、取0.4mol/L甲醇鈉溶液，加入納米SiO2，超聲震蕩10分鐘，繼續反應60分鐘，停止反應后，采用無水甲醇洗滌，再經干燥、研磨得到表面醇鈉處理的納米SiO2；②、將上述表面醇鈉處理的納米SiO2，分子篩除水過的環氧丙醇加入三口燒瓶內，控制攪拌速度400r/min，溫度110℃，氮氣保護，反應45分鐘后離心分離，并用乙醇洗滌，經干燥得表面接枝聚環氧丙醇的納米SiO2；（2）納米SiO2復合聚氨酯預聚體的制備：在裝有攪拌器和溫度計的三口燒瓶中加入聚醚多元醇，在110℃條件下，真空減壓脫水2小時，降溫至60℃以下，改用機械攪拌，加入步驟（1）改性后的納米SiO2攪拌均勻，之后加入2,4-甲苯二異氰酸酯和二月桂酸二丁基錫，通入N2，升溫至80℃回流反應7小時，得到納米SiO2復合聚氨酯預聚體；（3）硅烷封端聚氨酯預聚體的合成：在裝有攪拌器和溫度計的三口燒瓶中加入上述復合聚氨酯預聚體、γ-氨丙基三乙氧基硅烷，真空保護下加熱至70℃，攪拌下反應2小時，制得硅烷封端聚氨酯預聚體；（4）密封膠的制備：①、將α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷與氫氧化鋁、氯鉑酸、羥基清除劑在捏合機中室溫捏合，加入，升溫在130℃下真空捏合攪拌2小時，脫除體系中的水分，然后降至室溫，經三輥研磨機研磨均勻，出料得到基膠；②、在行星攪拌機中加入上述基料，抽真空至真空度0.08-0.09MPa，攪拌10分鐘，加入步驟（3）制備的硅烷封端聚氨酯預聚體、四正丁基鈦酸酯，攪拌40分鐘，獲得阻燃性能優異的硅酮密封膠，通過壓盤將該密封膠裝入塑料膠瓶中密封保存。其中，所述羥基清除劑為六甲基二硅氮烷。性能測試結果：本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種阻燃性能優異的硅烷封端聚氨酯改性硅酮密封膠，其特征在于，由以下重量份的原料組成：α,ω?二羥基聚二甲基硅氧烷55?70份，納米SiO2?5?8份，環氧丙醇10?16份，聚醚多元醇22?30份，2,4?甲苯二異氰酸酯14?20份，二月桂酸二丁基錫1?3份，γ?氨丙基三乙氧基硅烷6?17份，無水甲醇適量，0.4mol/L甲醇鈉溶液適量，乙醇適量，四正丁基鈦酸酯2?5份，羥基清除劑1?3份，氫氧化鋁1?2份，氯鉑酸1?2份。

【技術特征摘要】
1.一種阻燃性能優異的硅烷封端聚氨酯改性硅酮密封膠，其特征在于，由以下重量份的原料組成：α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷55-70份，納米SiO25-8份，環氧丙醇10-16份，聚醚多元醇22-30份，2,4-甲苯二異氰酸酯14-20份，二月桂酸二丁基錫1-3份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷6-17份，無水甲醇適量，0.4mol/L甲醇鈉溶液適量，乙醇適量，四正丁基鈦酸酯2-5份，羥基清除劑1-3份，氫氧化鋁1-2份，氯鉑酸1-2份。2.根據權利要求書1所述的一種阻燃性能優異的硅烷封端聚氨酯改性硅酮密封膠的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：（1）納米SiO2表面原位接枝聚環氧丙醇：①、取0.4mol/L甲醇鈉溶液，加入納米SiO2，超聲震蕩8-14分鐘，繼續反應50-70分鐘，停止反應后，采用無水甲醇洗滌，再經干燥、研磨得到表面醇鈉處理的納米SiO2；②、將上述表面醇鈉處理的納米SiO2，分子篩除水過的環氧丙醇加入三口燒瓶內，控制攪拌速度300-500r/min，溫度105-115℃，氮氣保護，反應40-55分鐘后離心分離，并用乙醇洗滌，經干燥得表面接枝聚環氧丙醇的納米SiO2；（2）納米SiO2復合聚氨酯預聚體的制備：在裝有攪拌器和溫度計的三口燒瓶中...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳傳興，
申請(專利權)人：馬鞍山杰創塑膠科技有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽;34