[發明專利]一種硅溶膠補強的水基有機硅彈性體及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201410119660.1
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103897398A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 沈敏敏;翟俊菱;孫淳寧;王俊鳳
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司南雄材料生產基地;中科院廣州化學有限公司
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08K3/36;C08K5/5415;C08K5/544;C08K5/5435;C08K5/548;C09D183/04;D06M15/643;C09J183/04;C09D5/34;C09K3/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 張燕玲;裘暉

技術領域

本發明屬于有機硅彈性體領域，具體涉及一種硅溶膠補強的水基有機硅彈性體及其制備方法與應用。

背景技術

聚硅氧烷是一類常用的化工產品，由于聚硅氧烷分子既含有無機結構，又含有有機基團，這種集無機物與有機物的特性于一身的分子特性，使得聚硅氧烷彈性體呈現出優異的潤滑性、疏水性、良好的柔順性、極佳的透氣性、防潮和優異生理惰性等。在聚硅氧烷產品居主導地位的是聚二甲基硅氧烷（PDMS），特別是其室溫硫化彈性體具有良好的彈性、耐高低溫性能、耐候性能及化學穩定性,因在室溫常壓下即固化而成彈性體而使用方便，已作為膠黏劑和密封劑在建筑、電子電氣、機械、汽車等領域獲得廣泛應用。

但是，傳統型的室溫硫化硅彈性體存在以下缺點：接觸硅橡膠的手及器具難以用水清洗；難以按給定形狀進行處理和放置；不能涂漆；不粘附濕基材；在使用過程中有時會放出難聞氣味，因而限制了它在某些領域的應用。20世紀80年代，美國、日本、德國等國的有機硅公司相繼開發了水基硅彈性體及水基硅彈性體微粉。水基硅彈性體的性能既可與傳統的RTV硅彈性體相媲美，又克服了傳統RTV硅彈性體的缺點，其本質是由有機硅乳液經交聯、干燥而得，因此具有良好的流動性，且乳液的固含量可根據需要調整，可作為防水涂料、織物涂層、膠粘劑、膩子、密封劑使用，因此被認為是RTV硅橡膠的發展或者革新。再者，聚硅氧烷彈性體的機械性能較差，常需加入二氧化硅（SiO₂）、沸石、聚倍半硅氧烷、碳納米管、白炭黑等填料進行補強。氣相法二氧化硅常被用作非水基PDMS的補強填料；而對于水基聚硅氧烷，因其界面相容性差、黏度上升較快、添加量小而難以應用。

發明內容

為了解決現有技術的缺點和不足之處，本發明的首要目的在于提供一種硅溶膠補強的水基有機硅彈性體的制備方法。

本發明另一目的在于提供一種由上述制備方法制備而成的硅溶膠補強的水基有機硅彈性體。

本發明的再一目的在于提供上述硅溶膠補強的水基有機硅彈性體在防水涂料、織物涂層、膠粘劑、膩子、密封劑中的應用。該硅溶膠補強的水基有機硅彈性體具有易成膜、易涂覆，機械強度優異等優點。

本發明目的通過下述技術方案實現：

一種硅溶膠補強的水基有機硅彈性體的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）將2～4質量份的復合表面活性劑和0.5～1.5質量份的催化劑溶于水中，加入30質量份的有機硅氧烷單體得到混合物料，將該混合物料經過剪切乳化，高壓均質后在60～70℃下恒溫反應5～7h，得到線性聚硅氧烷乳液；

（2）將步驟（1）的線性聚硅氧烷乳液降溫至55～60℃，加入0.5～1.5質量份的硅溶膠和1.5～2.5質量份的交聯劑，在50～60℃下繼續反應2～4h，即得到有機硅彈性體乳液；

（3）將步驟（2）得到的有機硅彈性體乳液涂覆于基材上干燥成型，得到水基有機硅彈性體。

步驟（1）中所述水的用量可以調節有機硅凝膠乳液的粘度和固含量，當所用水的量為62～67質量份時乳液粘度和固含量較適中，具有較好的流動性和干燥成型時間。

步驟（1）中所述剪切乳化和高壓均質的目的是使有機硅氧烷單體在乳化劑的作用下分散均勻并使乳液達到一定的儲藏穩定性。當剪切速率為800～10000轉/分鐘，剪切乳化時間為10分鐘，均質壓力為20～40MPa時，能得到較好的線性聚硅氧烷乳液。