專利名稱：一種多元硅烷改性納米二氧化硅的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多元硅烷改性納米二氧化硅的制備，并且應(yīng)用于聚氨酯密封膠。
背景技術(shù)：
由于白炭黑內(nèi)部的聚硅氧和外表面存在的活性硅醇基及其吸附水，使其呈親水 性，在有機(jī)相中難以濕潤和分散，而且，由于其表面存在羥基，表面能較大，聚集體總傾向于 凝聚，因而產(chǎn)品的應(yīng)用性能受到影響。為此，需要對白炭黑進(jìn)行表面改性，以改善其應(yīng)用效果。采用多元硅烷對納米二氧化硅表面進(jìn)行改性，可以改變不同硅烷的比例，靈活的 調(diào)節(jié)納米二氧化硅表面極性和化學(xué)活性，有利于生產(chǎn)工藝中納米二氧化硅顆粒的分散、相 溶以及與聚氨酯的交聯(lián)控制。交聯(lián)到聚氨酯鏈上的多元硅烷，其一為高反應(yīng)活性的硅烷，可 以快速粘接，提高產(chǎn)品的粘接強(qiáng)度，改善產(chǎn)品初粘性能；另一為高強(qiáng)度硅烷，可以生成更多 的交聯(lián)度大的硅氧鍵，提高產(chǎn)品的粘接強(qiáng)度，改善產(chǎn)品耐老化性能。有機(jī)物改性納米二氧化硅常用的方法分為干法、濕法和壓熱法。干法處理過程簡 單，后處理工序少，易于實現(xiàn)規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)，缺點是其改性劑消耗量大，操作條件嚴(yán)格，設(shè) 備要求高，因而產(chǎn)品成本高。濕法處理工藝簡單，產(chǎn)品質(zhì)量容易控制，改性劑消耗量大，缺點 是其產(chǎn)品后處理過程復(fù)雜、且造成有機(jī)溶劑污染。納米二氧化硅應(yīng)用于密封膠中可以改善分散性、產(chǎn)品的耐久性及觸變性。由于納 米二氧化硅的堆積密度小，添加入聚氨酯預(yù)聚中難于分散。本發(fā)明克服了常用的納米二氧化硅表面改性的缺陷，多元硅烷的選擇及表面改性 工藝特別適合于密封膠的生產(chǎn)工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種納米二氧化硅表面改性的制備方法并應(yīng)用于聚氨酯 密封膠中，使生產(chǎn)出的單組分聚氨酯密封膠與各種基材具有良好的粘接性能及耐老化性 能。本發(fā)明多元硅烷改性納米二氧化硅的組分重量比為納米二氧化硅 30 40%多元硅烷 0.2 5%增塑劑 60 70%本發(fā)明多元硅烷改性納米二氧化硅的工藝過程為計量的納米二氧化硅及多元硅烷在溫度為30 100 °C的高速混合機(jī)中攪拌 30min,然后在條件下加入計量的增塑劑繼續(xù)混合30min，最后將此混合物在常溫下過三輥 開煉機(jī)3 10次，制得多元硅烷改性納米二氧化硅母料。本發(fā)明所述的增塑劑為液體石油樹脂、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二壬酯、鄰
苯二甲酸二癸酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(十一烷)酯、己二酸二甲酯、己二酸二異丙酯、己二酸二丁酯、己二酸二辛酯、苯甲酸二醇酯、癸二酸二甲酯、癸二酸二乙酯、癸二 酸二異丙酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯在內(nèi)的一種或兩種以上混合物。。本發(fā)明所述的多元硅烷偶聯(lián)劑為苯胺甲基三乙氧基硅烷、N- (β -氨乙基-氨 丙基甲基二甲氧基硅烷、β - (3，4環(huán)氧環(huán)己基)-乙基三甲氧基硅烷、γ -縮水甘油醚氧丙基 三甲氧基硅烷、γ -縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、γ -氨丙基三乙氧基硅烷、雙-(Y -三 甲氧基硅丙基)胺、N-乙基-氨異丁基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ -氨丙基三甲氧基硅烷在 內(nèi)的一種或幾種。本發(fā)明的優(yōu)點和效果 本發(fā)明的多元硅烷改性二氧化硅實現(xiàn)二氧化硅的改性與分散一體化的生產(chǎn)，特別 適用于聚氨酯密封膠的生產(chǎn)工藝中，通過調(diào)節(jié)多元硅烷的種類及比例可實現(xiàn)密封膠與不同 的基材都具有良好的粘接效果，并且具有優(yōu)異的耐老化性能。
具體實施例方式實例1選用下列原料制成多元硅烷改性納米二氧化硅母料納米二氧化硅30%
硅烷1 ( Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷) 0.3%硅烷2 (N- ( β -氨乙基)_ Y -氨丙基甲基二甲氧基硅烷)10Z0增塑劑(鄰苯二甲酸二癸酯)68.7%按照上述多元硅烷改性納米二氧化硅工藝流程制備表面改性納米二氧化硅母料， 應(yīng)用于單組分聚氨酯密封膠中。所制得的密封膠剪切強(qiáng)度大于3. OMpa，黑邊玻璃100%內(nèi) 聚破壞，拉伸強(qiáng)度大于5. OMpa，具有優(yōu)良的耐老化性能，產(chǎn)品內(nèi)外強(qiáng)度一致。實例2選用下列原料制成多元硅烷改性納米二氧化硅母料納米二氧化硅35%硅烷1 ( Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)0.5%硅烷2(Ν-(β-氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷)1.2%增塑劑1 (多元醇苯甲酸酯)33. 3%增塑劑2 (鄰苯二甲酸二辛酯)30% 按照上述多元硅烷改性納米二氧化硅工藝流程制備表面改性納米二氧化硅母料， 應(yīng)用于單組分聚氨酯密封膠中。本發(fā)明與國內(nèi)外同類產(chǎn)品用于按下列工藝流程應(yīng)用于單組分聚氨酯密封膠中，所 得性能如下所制得的密封膠剪切強(qiáng)度大于3. 5Mpa,拉伸強(qiáng)度大于5. OMpa,黑邊玻璃100% 內(nèi)聚破壞，具有優(yōu)良的耐老化性能，產(chǎn)品內(nèi)外強(qiáng)度一致。
權(quán)利要求
多元硅烷改性納米二氧化硅，包括多元硅烷、納米二氧化硅、增塑劑，其重量配比是多元硅烷0.2～5％，納米二氧化硅30～40％，增塑劑60～70％；
2.多元硅烷/納米二氧化硅改性單組分聚氨酯密封膠的制備，包括聚氨酯預(yù)聚體、增 塑劑、填料、多元硅烷改性納米二氧化硅母料、固化催化劑、觸變劑，其特征是預(yù)聚體20 70 %，填料30 50 %，除水劑0. 2 8 %，硅烷偶聯(lián)劑0. 5 2 %，多元硅烷改性納米二氧化 硅母料1 15%，固化催化劑0. 5 1%，除水劑0. 5 1. 5% ；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元硅烷改性納米二氧化硅，其特征是多元硅烷包括苯 胺甲基三乙氧基硅烷、Ν-(β -氨乙基)-γ -氨丙基甲基二甲氧基硅烷、β _(3，4環(huán)氧環(huán)己 基)-乙基三甲氧基硅烷、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、Y -氨丙基三乙氧基硅烷、雙_( Y -三甲氧基硅丙基)胺、N-乙基-氨異丁基三 甲氧基硅烷、N-苯基-γ -氨丙基三甲氧基硅烷在內(nèi)的一種或幾種；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元硅烷改性納米二氧化硅，其特征在于其特征在于所述 的增塑劑為液體石油樹脂、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二壬酯、鄰苯二甲酸二癸酯、鄰 苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(十一烷)酯、己二酸二甲酯、己二酸二異丙酯、己二酸二丁 酯、己二酸二辛酯、苯甲酸二醇酯、癸二酸二甲酯、癸二酸二乙酯、癸二酸二異丙酯、癸二酸 二丁酯、癸二酸二辛酯在內(nèi)的一種或兩種以上混合物；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元硅烷改性納米二氧化硅，其特征在于所述的改性工藝 過程計量的納米二氧化硅及多元硅烷在高速混合機(jī)中攪拌30min，然后加入計量的增塑 劑繼續(xù)混合30min，最后將此混合物在常溫下過三輥開煉機(jī)3 10次，制得多元硅烷改性納 米二氧化硅母料；
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單組分聚氨酯密封膠的制備，其特征在于所述的工藝過程采 用高粘度膠生產(chǎn)的活塞式反應(yīng)釜(ZL01271557. 3)進(jìn)行生產(chǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用多元硅烷改性納米二氧化硅的制備方法，特別涉及此改性納米二氧化硅在單組分聚氨酯密封膠中的應(yīng)用。解決了納米二氧化硅在聚氨酯密封膠中難分散，及二氧化硅改性過程中高能耗或表面處理后續(xù)操作復(fù)雜的缺陷，經(jīng)過多元硅烷改性的納米二氧化硅有助于提高與各種基材的粘接強(qiáng)度。技術(shù)方案是納米二氧化硅30～40％，多元硅烷偶聯(lián)劑0.2～5％，增塑劑60～70％。改性納米二氧化硅的制備過程，將納米二氧化硅與多元硅烷偶聯(lián)劑在高速混合機(jī)中混合30min，然后加入增塑劑，繼續(xù)混合30min，最后在三輥開煉機(jī)中過輥3～10次，制得多元硅烷改性納米二氧化硅母料。
文檔編號C09C3/12GK101987927SQ200910041689
公開日2011年3月23日 申請日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者任紹志 申請人:任紹志