專利名稱：單組分rtv硅橡膠催化固化體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及單組份室溫固化(RTV)硅橡膠，特別是單組份室溫固化硅橡膠的催化固化體系。
單組份(或稱單包裝)RTV硅橡膠的核心技術(shù)是它的催化固化體系(或稱交聯(lián)體系)，催化固化體系是影響單組份RTV硅橡膠的固化速度，貯存穩(wěn)定性，有無污染、腐蝕性，以及其物理、電學(xué)性能等的主要因素。
目前脫醇型的單組份RTV硅橡膠。有以甲基三甲氧基硅烷為固化劑，以鈦的配合物為催化劑的催化固化體系(見美國專利4，257，932;聯(lián)邦德國專利3，032，059;日本專利昭57-141447)，它在固化過程中放出甲醇，對金屬無腐蝕性，可用于電子絕緣及建筑方面，但存在固化速度慢，貯存穩(wěn)定性差，要求甲基三甲氧基硅烷的純度高，否則貯存時(shí)間一長，將延遲固化，基至不固化。
其它脫醇型的單組份RTV硅橡膠有以γ-氨丙基三乙氧基硅烷作為固化劑的(見美國專利3，280，072)，但存在固化不徹底的嚴(yán)重缺點(diǎn)。
美國專利3，560，442以通式(RO)3SiCHR′NR″R″的硅烷作固化劑，西德專利1，794，197以通式[(C2H5O)3SiCH2]2NCH2R為CH2＝CH-，n-C3H7-，C6H5-等)作固化劑，但它們的貯存期不過關(guān)，最長只能3-4個(gè)月。
較新的脫醇型品種是以三烷氧基硅烷偶聯(lián)劑作催化固化劑的RTV硅橡膠[《特種合成橡膠》1，43(1982)]，這一品種的催化固化劑有兩組一組是C2H5)2NCH2Si(OC2H5)3+Cl2CHSi(OC2H5)3(Ⅰ)另一組是(C2H5)2NCH2Si(OC2H5)3+C6H5NHCH2Si(OC2H5)3(Ⅱ)它們在固化時(shí)放出乙醇，但缺點(diǎn)是(1)固化速度不可調(diào)節(jié)，只有一種速度，使應(yīng)用范圍受到限制。(2)灌膠時(shí)出現(xiàn)增粘高峰，不易灌膠，對于稠厚的膠難于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化灌膠，因此不能制成高強(qiáng)度(增加補(bǔ)強(qiáng)填料)和低價(jià)格(增加非補(bǔ)強(qiáng)填料)的品種。(3)彈性差。(4)價(jià)格偏高。
本發(fā)明的目的是提供一種使單組份RTV硅橡膠固化速度可調(diào)，貯存穩(wěn)定性好，灌膠時(shí)不出現(xiàn)增粘高峰，便于增加填料，有較好彈性。價(jià)格較低的催化固化體系。
本發(fā)明的技術(shù)方案是以通式為R′NR″CH2Si(CH3)(OR″′)2的α-取代氨基二甲基二烷氧基硅烷和原硅酸酯[Si(oR)4]組成催化固化體系，式中R′為H烷基、芳基、R″為烷基、芳基、芳烷基取代烷基或取代芳基;R″′為CH3，C2H5。
本催化固化體系，R′NR″CH2Si(CH3)(OR″′)2可同時(shí)用一種或一種以上，若以端羥基聚二甲基硅氧烷為基礎(chǔ)膠，基礎(chǔ)膠用量為100份(重量，同下)時(shí)R′NR″CH2Si(CH3)(OR″′)2的用量為1-5份，Si(OR)4用量為3-10份。
當(dāng)改變R′NR″CH2Si(CH3)(OR″′)2的品種和用量時(shí)，固化速度隨之改變，因此可以調(diào)節(jié)固化速度。如基礎(chǔ)膠100份，用n-C4H9NHCH2Si(CH3)(OC2H5)24份，Si(OR)46份，其表面固化時(shí)間為17分鐘。改用n-C4H9NHCH2Si(CH3)(OC2H5)22份，C6H5NHCH2Si(CH3)(OC2H5)23份，Si(OR)45份，表面固化時(shí)間延長至25分鐘。
用此組催化固化劑，灌膠時(shí)不出現(xiàn)增粘高峰，貯存穩(wěn)定性好，可達(dá)到半年以上，因Si(OR)4用量大，故價(jià)廉，并且固化后硅橡膠有較好的抗張強(qiáng)度(1.3MPa)，伸長率達(dá)到210%，邵氏硬度達(dá)到40A。
本發(fā)明的催化固化體系也可與原有的催化固化劑(C2H5)2NCH2Si(OC2H5)3+Cl2CHSi(OC2H5)3(Ⅰ)或(C2H5)2NCH2Si(OC2H5)3+C6H5NHCH2Si(OC2H5)3(Ⅱ)配合使用。當(dāng)在100份基礎(chǔ)膠中Ⅰ或Ⅱ的用量達(dá)到3份以上，單組份RTV硅橡膠的貯存期可延長到壹年以上，灌膠時(shí)同樣不出現(xiàn)增粘高峰。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用本發(fā)明的催化固化體系，單組份RTV硅橡膠的固化速度可以調(diào)節(jié)，灌膠時(shí)不出現(xiàn)增粘高峰，便于機(jī)械化灌膠，貯存期達(dá)到半年以上，增加RTV硅橡膠的彈性，與用原有的催化固化劑Ⅰ或Ⅱ相比，伸長率提高15%，鋁-鋁室溫下的抗剪強(qiáng)度提高22%，而且成本較低。本發(fā)明的催化固化體系對制備高粘合力和高彈性、高強(qiáng)度的RTV硅橡膠品種將顯示重要作用。
實(shí)施例1，將端羥基聚二甲基硅氧烷(分子量3-6萬)100份，氣相二氧化硅1份，沉淀二氧化硅10份，氧化鋅3份，在三輥煉膠機(jī)上進(jìn)行混煉，得到的混煉膠放入真空烘箱中干燥。
在干燥氮?dú)夥罩蟹Q取上述混煉膠100份，加入n-C4H9NHCH2Si(CH3)(OC2H5)24份，Si(OCH3)46份，調(diào)勻后灌入金屬軟管中密封保存。調(diào)膠時(shí)不出現(xiàn)增粘高峰。
密封在金屬軟管中的膠，經(jīng)保存半年，性能不變。當(dāng)膠從金屬軟管中擠出置于空氣中時(shí)，觀察到表面固化時(shí)間為17分鐘，固化后測得的力學(xué)性能是抗張強(qiáng)度1.3MPa，伸長率200%，邵氏硬度40A。
實(shí)施例2在干燥氮?dú)夥罩蟹Q取實(shí)施例1所述混煉膠100份，加入C6H5NHCH2Si(CH3)(OC2H5)22份，NHCH2Si(CH3)(OC2H5)22份，Si(OCH3)46份，調(diào)勻后灌入金屬軟管中密封保存。調(diào)膠時(shí)不出現(xiàn)增粘高峰。
密封在金屬軟管中的膠經(jīng)保存半年，性能不變。當(dāng)膠從金屬軟管中擠出置于空氣中時(shí)，觀察到表面固化時(shí)間為20分鐘。固化后，測得的力學(xué)性能是抗張強(qiáng)度1.5MPa，伸長率210%，邵氏硬度40A，室溫鋁-鋁抗剪強(qiáng)度1.0MPa。
實(shí)施例3在干燥氮?dú)夥罩蟹Q取實(shí)施例1所述混煉膠100份，加入n-C4H9NHCH2Si(CH3)(OC2H5)22份，C6H5NHCH2Si(CH)3(OC2H5)23份，Si(OCH3)45份，調(diào)勻后灌入金屬軟管中密封保存。調(diào)膠時(shí)不出現(xiàn)增粘高峰。
密封在金屬軟管中的膠經(jīng)保存半年，性能不變。當(dāng)膠從軟管中擠出置于空氣中時(shí)，觀察到表面固化時(shí)間為25分鐘。固化后測得的力學(xué)性能是抗張強(qiáng)度1.2MPa，伸長率220%，邵氏硬度35A。
實(shí)施例4在干燥氮?dú)夥罩蟹Q取實(shí)施例1所述混煉膠100份，加C6H5CH2NHCH2Si(CH3)(OC2H5)22份，Si(OCH3)43份，(C2H5)2NCH2Si(OC2H5)32份，Cl2CHSi(OC2H5)33份，調(diào)勻后灌入金屬軟管中密封保存。調(diào)膠時(shí)不出現(xiàn)增粘高峰。
密封在金屬軟管中的膠經(jīng)保存一年，性能不變。當(dāng)膠從軟管中擠出置于空氣中時(shí)，觀察到表面固化時(shí)間為45分鐘。固化后測得的力學(xué)性能是抗張強(qiáng)度1.2MPa，伸長率180%，邵氏硬度38A，室溫鋁-鋁抗剪強(qiáng)度1.0MPa。
實(shí)施例5在干燥氮?dú)夥罩蟹Q取實(shí)施例1所述混煉膠100份，加入NH2CH2CH2NHCH2CH2NHCH2Si(CH3)(OC2H5)22份Si(OCH3)43份，調(diào)勻后灌入金屬軟管中密封保存。調(diào)膠時(shí)不出現(xiàn)增粘高峰。
密封在金屬軟管中的膠經(jīng)保存一年，性能不變。當(dāng)膠從軟管中擠出置于空氣中時(shí)，觀察到表面固化時(shí)間為35分鐘。固化后測得的力學(xué)性能是抗張強(qiáng)度1.2MPa，伸長率220%，邵氏硬度36A，室溫鋁-鋁抗剪強(qiáng)度1.1MPa。
權(quán)利要求
1.一種單組份室溫固化硅橡膠的催化固化體系，其特征是由以通式R′NR″CH2Si(CH3)(OR″′)2為代表的α-取代氨基二甲基二烷氧基硅烷和原硅酸酯組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化固化體系，其特征是通式中的R，可以是H，烷基或芳基，R″可以是烷基，芳基，芳烷基，取代烷基，取代芳基，R″′為CH3，或C2H5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化固化體系，其特征是可以用一種α-取代氨基二甲基二烷氧基硅烷，也可以同時(shí)用二種或二種以上的α-取代氨基二甲基二烷氧基硅烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化固化體系，其特征是催化固化體系的用量是100份基礎(chǔ)膠，加α-取代氨基二甲基二烷氧基硅烷1-5份，加原硅酸酯3-10份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化固化體系，其特征是可與(C2H5)2NCH2Si(OC2H5)3和Cl2CHSi(OC2H5)3配合使用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化固體體系，其特征是可與(C2H5)2NCH2Si(OC2H5)3和C6H5NHCH2Si(OC2H5)3配合使用。
全文摘要
一種單組分室溫固化硅橡膠催化固化體系它由α-取代氨基二甲基二烷氧基和原硅酸酯組成。改變?chǔ)?取代氨基二甲基二烷氧基硅烷的品種和用量，可以調(diào)節(jié)硅橡膠的固化時(shí)間，并且灌膠時(shí)不出現(xiàn)增粘高峰，便于機(jī)械化灌膠包裝。固化后的硅橡膠有較好的抗張強(qiáng)度，伸長率和抗剪強(qiáng)度。此種催化固化體系成本較低，用此種催化固化體系配制成的硅橡膠在金屬軟管密封包裝條件下，貯存期六個(gè)月以上，質(zhì)量不發(fā)生變化。
文檔編號C08L83/00GK1110692SQ9411130
公開日1995年10月25日 申請日期1994年4月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月20日
發(fā)明者曹永興 申請人:南京大學(xué)