一種室溫固化型三組分聚硫防水密封膠及制備方法
【專利摘要】一種室溫固化型三組分聚硫防水密封膠，包含基膏、固化膏和催化膏三個(gè)組分：基膏的組成原料及所占質(zhì)量份數(shù)為：主劑：100，填料：20～50，增塑-稀釋劑：2～4，助劑：3～6；固化膏的組成原料及所占質(zhì)量份數(shù)為：固化劑：35～65，增塑-稀釋劑：35～65；催化膏的組成原料及所占質(zhì)量份數(shù)為堿性橡膠促進(jìn)劑：2～10，增塑-稀釋劑：30～65，填料：33～60。本發(fā)明的產(chǎn)品應(yīng)用于大型船舶艙壁中，效果良好，在夏季和冬季自然條件下固化，可以人為調(diào)節(jié)或控制密封膠的活性期、固化速度，環(huán)境條件適用性廣。
【專利說明】一種室溫固化型三組分聚硫防水密封膠及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于密封膠【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種室溫固化型三組分液態(tài)聚硫防水密封膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]防水密封膠廣泛用于水利、建筑、人防、地鐵、隧道、公路、環(huán)境工程、飲水工程等領(lǐng)域。由于防水密封膠處于長期浸水的條件下，對(duì)密封膠性能提出了苛刻的要求。例如，在工業(yè)用水中易產(chǎn)生厭氧分解；在水渠和運(yùn)河中水的流速很快；在水處理設(shè)備和飲用水槽中易產(chǎn)生磨耗和化學(xué)腐蝕；海岸工程中要求密封材料固化速度要快；污水處理中產(chǎn)生砂、有機(jī)物、油類的磨耗及化學(xué)侵蝕，需要抵抗強(qiáng)的厭氧分解、耐高溫、耐酸、耐甲烷氣體及二氧化碳?xì)怏w的密封材料。因此，長期浸水環(huán)境條件下，密封材料要受到物理的、化學(xué)的、生化的侵蝕，要求防水密封膠必須具有優(yōu)異的綜合性能。
[0003]聚硫密封膠是開發(fā)最早的一類彈性密封材料。它主要由端巰基液體聚硫橡膠，通過金屬氧化物、金屬過氧化物或者是有機(jī)氫過氧化物等硫化劑，以及其它添加劑，在催化劑的作用下固化而成。聚 硫密封膠是國際上公認(rèn)的唯一能長期在水中保持原性能，并且無毒無污染的理想防水密封材料。固化后的聚硫密封膠用于結(jié)構(gòu)縫隙時(shí)具有極低的透氣和透濕性、耐油、耐溶劑、耐化學(xué)藥品、固化物收縮性小、對(duì)各種基材具有良好的黏附性能、對(duì)基材良好的涂敷性和適應(yīng)性以及配方調(diào)節(jié)性大、適用溫度范圍廣、工藝操作方便等優(yōu)點(diǎn)，尤其是具有長期耐水性，在地下建筑防水密封膠領(lǐng)域有著其它密封材料不可比擬的優(yōu)勢(shì)。
[0004]專利CN101126013A公開的一種冷固化雙組分防水防腐材料，是由兩個(gè)組分構(gòu)成，其特征在于包括由環(huán)氧樹脂為主劑，適量加入增塑劑及填料組成的A組分和液態(tài)聚硫橡膠為主劑，適量加入催化劑、填料及顏料組成的B組分并按A:B=1:1共混改性構(gòu)成。
[0005]專利CN1355269A公開了一種雙組分聚硫防水密封膠，組成特征是由一種液體聚硫橡膠、增塑劑、活性輕質(zhì)碳酸鈣、活性重質(zhì)碳酸鈣、白炭黑、硫黃和環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑組成密封膠的A組分以及由二氧化錳、促進(jìn)劑D、鄰苯二甲酸酯類和半補(bǔ)強(qiáng)炭黑組成密封膠的B組分。將A組分基膠10份、B組分硫化膏I份混合均勻，制得了密封膠，其拉伸強(qiáng)度最大為
0.87MPa，水蒸氣滲透率為0.1，表干時(shí)間不大于3.5小時(shí)。
[0006]此外還有多篇涉及聚硫密封膠配方和(或)制備方法的專利和文獻(xiàn)，但所有這些專利和文獻(xiàn)均不以適用期、固化特性、施工性能、粘接性能和力學(xué)強(qiáng)度等綜合性能作為特征，不適合作為防水密封膠應(yīng)用在大型船舶上。大型船舶為了能在夏季高溫條件和冬季、早春和秋末的低溫條件進(jìn)行施工，要求密封膠前期固化要慢，以便有更長的適用期以及自流平時(shí)間，提高粘接強(qiáng)度；而在后期固化速度要快，以便在盡可能短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的固化程度，使完全固化的密封膠的綜合性能最優(yōu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種能在船舶上應(yīng)用，可兼顧冬、夏季節(jié)施工，具有較長的施工適用期，能在室溫環(huán)境中自然固化，后期可以自動(dòng)加速固化，且固化速度可以根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用的溫度條件任意調(diào)節(jié)，自流平性較好，粘接與力學(xué)強(qiáng)度較高，不含有任何有機(jī)溶劑，既能防水又能防腐蝕，環(huán)保、安全及硬度適宜等綜合性能優(yōu)異的聚硫防水密封膠。
[0008]本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供上述聚硫防水密封膠的制備方法。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種室溫固化型三組分聚硫防水密封膠，包含基膏、固化膏和催化膏三個(gè)組分:基膏的組成原料及所占質(zhì)量份數(shù)為:主劑:100，填料:20-50，增塑-稀釋劑:2-4，助劑:3-6 ;固化膏的組成原料及所占質(zhì)量份數(shù)為:固化劑:35-65，增塑-稀釋劑:35-65 ;催化膏的組成原料及所占質(zhì)量份數(shù)為堿性橡膠促進(jìn)劑:2-10，增塑-稀釋劑:30-65，填料:33-60 ;其中所述基膏中的主劑為大分子端巰基液態(tài)聚硫橡膠和低分子端巰基液態(tài)聚硫橡膠的混合物；所述大分子端巰基液態(tài)聚硫橡膠的平均相對(duì)分子量為4000±500，所述低分子端巰基液態(tài)聚硫橡膠平均相對(duì)分子量為1000±200 ;基膏、固化膏、催化膏的質(zhì)量比為100:7.5-20:5-10。
[0010]本發(fā)明所述大分子端巰基液態(tài)聚硫橡膠的巰基含量0.5%-2%，低分子端巰基液態(tài)聚硫橡膠的巰基含量5.0%-8.0%。
[0011]本發(fā)明所述基膏中的填料為半補(bǔ)強(qiáng)爐法炭黑和沉淀法二氧化硅。
[0012]本發(fā)明所述基膏中的增塑-稀釋劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸丁芐酯中的一種或兩種混合物。
[0013]本發(fā)明所述基膏中的助劑包含觸變性助劑、增粘劑、偶聯(lián)劑；其中觸變性助劑為氣相二氧化娃；增粘劑為環(huán)氧樹脂；偶聯(lián)劑為KH-560。
[0014]本發(fā)明所述固化膏中的固化劑為二氧化錳。
[0015]本發(fā)明所述固化膏中的增塑-稀釋劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸丁芐酯中的一 種或兩種的混合物。
[0016]本發(fā)明所述催化膏中的增塑-稀釋劑為、鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸丁芐酯中的一種或兩種的混合物；催化膏中的填料為非補(bǔ)強(qiáng)性填料。
[0017]一種室溫固化型三組分聚硫防水密封膠的制備方法，首先將基膏/固化膏/催化膏中的粉料按配方組成在100°c-120°c的烘箱中干燥2-3小時(shí)，其次將粉料以及其它配方組成成分加入到攪拌機(jī)中攪拌均勻，然后在研磨機(jī)內(nèi)研磨，取樣檢測合格后，出料裝桶即
制備好基膏/固化膏/催化膏各組分。
[0018]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下有益效果:本燒結(jié)焊劑中各成分的主要作用簡述如下:本發(fā)明基膏中的主劑為大分子端巰基液態(tài)聚硫橡膠(平均相對(duì)分子量為4000±500)和低分子端巰基液態(tài)聚硫橡膠(平均相對(duì)分子量為1000±200)的混合物，是密封膠的基礎(chǔ)成分，是最終形成密封膠的主體，兩者之間的質(zhì)量比根據(jù)密封膠膠料的流變性能、工藝性能和硫化后的力學(xué)性能、粘接性能、以及密封膠的施工環(huán)境條件要求進(jìn)行調(diào)整。選用的高相對(duì)分子質(zhì)量端巰基液態(tài)聚硫橡膠的巰基含量0.5%-2%，低相對(duì)分子質(zhì)量端巰基液態(tài)聚硫橡膠的巰基含量5.0%-8.0%。密封膠的基礎(chǔ)成分選擇兩種平均相對(duì)分子質(zhì)量差距大的液態(tài)聚硫橡膠組配，是本發(fā)明區(qū)別于其它聚硫類密封膠的主要特點(diǎn)之一。
[0019]基膏中的填料的作用是提高密封膠的力學(xué)性能、增容及調(diào)節(jié)其流變性能，一般為熱裂法炭黑、半補(bǔ)強(qiáng)炭黑、二氧化鈦、氧化鋅、沉淀法二氧化硅和氣相法二氧化硅，粒徑通常為IOOnm-I廣m。[0020]基膏中的增塑-稀釋劑為石油系、煤焦油系、松油系和合成增塑-稀釋劑。其中合成增塑-稀釋劑效果良好，苯二甲酸酯類中的鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸丁芐酯等使用最多，它們的加入增大了聚硫橡膠大分子或其它聚合物分子間的距離，破壞了分子間氫鍵力的形成條件，顯著降低了物料的粘度，賦予密封膠良好的涂敷施工性能。
[0021]基膏中的助劑包含觸變性助劑、增粘劑、偶聯(lián)劑:其中觸變性助劑的作用是阻止密封膠分子間或分子鏈段間產(chǎn)生相對(duì)滑移，使堆積在立縫或傾斜縫中尚未硫化的密封膠不會(huì)下垂，直至固化。觸變性助劑一般為氣相二氧化硅、改性脲、硬脂酸鹽以及膨潤土。
[0022]加入增粘劑可以提高對(duì)基材的粘附性能，增粘劑一般為增粘樹脂，包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸酯樹脂和聚乙烯醇樹脂等。本發(fā)明選用的是環(huán)氧樹脂，通過聚硫橡膠分子中的巰基與環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基形成的化學(xué)鍵而將環(huán)氧樹脂引入到聚硫橡膠大分子中，從而顯著提高整個(gè)密封膠體系的粘附性能。
[0023]偶聯(lián)劑選用KH-560，主要是增加聚硫橡膠與各種無機(jī)添加劑之間的界面潤濕性，提高聚硫橡膠與各種無機(jī)添加劑之間的物理結(jié)合力，從而提高密封膠的力學(xué)性能。
[0024]本發(fā)明固化膏常用的固化劑有金屬氧化物、金屬過氧化物、無機(jī)氧化劑、有機(jī)氧化劑如有機(jī)過氧化物等。在聚硫橡膠密封膠中應(yīng)用最為廣泛的是金屬氧化物，其用量與聚硫橡膠的質(zhì)量及其相對(duì)分子質(zhì)量、巰基含量有關(guān)，一般為密封膠基膏的0.5-3%，選用的金屬氧化物的PH值最好在6-8，本發(fā)明選用的是二氧化錳。
[0025]固化膏中增塑-稀釋劑的主要作用是與固化劑一起配成膏狀或糊狀，提高體系的工藝操作性能，便于施工，為使整個(gè)密封膠體系具有穩(wěn)定的流變性能。
[0026]另外，聚硫密封膠配套催化膏材料，選用促進(jìn)劑的并用體系，是本發(fā)明區(qū)別于其它聚硫密封膠的主要特點(diǎn)。通過堿性橡膠促進(jìn)劑的并用，及調(diào)節(jié)催化膏的用量，既可調(diào)節(jié)或控制密封膠的活性期，改善密封膠的自流平性能，控制表固時(shí)間，使其既具有充分的攪拌、擠出施工操作時(shí)間區(qū)間，能適用于夏季施工的高溫條件，又可在后期加速固化，提高固化速度，能適用于冬季施工的低溫條件，在規(guī)定期限內(nèi)達(dá)到較高的固化程度和力學(xué)強(qiáng)度，從而拓寬了密封膠對(duì)環(huán)境溫度的適用范圍，尤其是使得密封膠在冬季、早春和秋末的低溫季節(jié)施工時(shí)能夠在規(guī)定期限內(nèi)完成固化。由于施工操作活性期的延長，還可使膩?zhàn)幽z料對(duì)粘接表面有更長的潤濕時(shí)間和加以充分的潤濕，使粘接性能得到提高，同時(shí)，由于操作活性期的延長，密封膠料中的橡膠大分子可以進(jìn)行更加充分的分子遷移、擴(kuò)散，并在到達(dá)規(guī)定期限時(shí)能夠充分交聯(lián)、固化，從而使得力學(xué)性能及其穩(wěn)定性得到提高。選擇鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸丁芐酯中的一種或兩種的混合物作為催化膏的增塑-稀釋劑。選擇非補(bǔ)強(qiáng)性填料進(jìn)行增容和調(diào)節(jié)催化膏體系的流變性能。
[0027]本發(fā)明的產(chǎn)品應(yīng)用于大型船舶艙壁中，效果良好，與目前進(jìn)口的或國產(chǎn)的聚硫密封膠相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.在夏季和冬季自然條件下固化，可以人為調(diào)節(jié)或控制密封膠的活性期、固化速度，環(huán)境條件適用性廣；
2.彈性好、粘接強(qiáng)度高、水密性好、抗流墜性和拉伸-壓縮循環(huán)性能優(yōu)良，長期使用不產(chǎn)生龜裂；
3.對(duì)被密封構(gòu)件具有充分穩(wěn)定的粘接性及耐久粘接性，對(duì)水中的鋼板、橡膠、水泥等具有長期粘接性；
4.貯存穩(wěn)定性優(yōu)良,貯存期長；
5.對(duì)密封構(gòu)件不產(chǎn)生污染和腐蝕，對(duì)人體也沒有危害，環(huán)保安全；
6.施工性能優(yōu)良，工藝操作簡單，能方便、簡單、快捷地填充到嵌縫中；
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下通過【具體實(shí)施方式】的描述對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但這并非對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的基本思想，可以做出各種變型或改性，只要不脫離本發(fā)明的基本思想，均在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0029]本發(fā)明的具體實(shí)施例見表1，配制的聚硫橡膠防水密封膠室溫固化后，力學(xué)性能測試結(jié)果見表2。
[0030]表I本發(fā)明具體實(shí)施例的配方(質(zhì)量份)
【權(quán)利要求】
1.一種室溫固化型三組分聚硫防水密封膠，包含基膏、固化膏和催化膏三個(gè)組分，其特征是:基膏的組成原料及所占質(zhì)量份數(shù)為:主劑:100，填料:20-50，增塑-稀釋劑:2-4，助劑:3-6 ;固化膏的組成原料及所占質(zhì)量份數(shù)為:固化劑:35-65，增塑-稀釋劑:35-65 ;催化膏的組成原料及所占質(zhì)量份數(shù)為堿性橡膠促進(jìn)劑:2-10，增塑-稀釋劑:30-65，填料:33-60 ;其中所述基膏中的主劑為大分子端巰基液態(tài)聚硫橡膠和低分子端巰基液態(tài)聚硫橡膠的混合物；所述大分子端巰基液態(tài)聚硫橡膠的平均相對(duì)分子量為4000 ±500，所述低分子端巰基液態(tài)聚硫橡膠平均相對(duì)分子量為1000 ±200 ； 基膏、固化膏、催化膏的質(zhì)量比為100:7.5-20:5-10。
2.如權(quán)利要求1所述的室溫固化型三組分聚硫防水密封膠，其特征是:所述大分子端巰基液態(tài)聚硫橡膠的巰基含量0.5%-2%，低分子端巰基液態(tài)聚硫橡膠的巰基含量5.0%-8.0%。
3.如權(quán)利要求1所述的室溫固化型三組分聚硫防水密封膠，其特征是:所述基膏中的填料為半補(bǔ)強(qiáng)爐法炭黑和沉淀法二氧化硅。
4.如權(quán)利要求1所述的室溫固化型三組分聚硫防水密封膠，其特征是:所述基膏中的增塑-稀釋劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸丁芐酯中的一種或兩種混合物。
5.如權(quán)利要求1所述的室溫固化型三組分聚硫防水密封膠，其特征是:所述基膏中的助劑包含觸變性助劑、增粘劑、偶聯(lián)劑；其中觸變性助劑為氣相二氧化硅；增粘劑為環(huán)氧樹脂；偶聯(lián)劑為KH-560。
6.如權(quán)利要求1所述的室溫固化型三組分聚硫防水密封膠，其特征是:所述固化膏中的固化劑為二氧化錳。
7.如權(quán)利要求1所述的室溫固化型三組分聚硫防水密封膠，其特征是:所述固化膏中的增塑-稀釋劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸丁芐酯中的一種或兩種的混合物。
8.如權(quán)利要求1所述的室溫固化型三組分聚硫防水密封膠，其特征是:所述催化膏中的增塑-稀釋劑為、鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸丁芐酯中的一種或兩種的混合物；催化膏中的填料為非補(bǔ)強(qiáng)性填料。
9.一種如權(quán)利要求1所述的室溫固化型三組分聚硫防水密封膠的制備方法，其特征是:首先將基膏/固化膏/催化膏中的粉料按配方組成在100°C-120°c的烘箱中干燥2-3小時(shí)，其次將粉料以及其它配方組成成分加入到攪拌機(jī)中攪拌均勻，然后在研磨機(jī)內(nèi)研磨，取樣檢測合格后，出料裝桶即制備好基膏/固化膏/催化膏各組分。
【文檔編號(hào)】C09J11/06GK103450839SQ201310353374
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月14日
【發(fā)明者】侯永振, 王緒文, 孫英富 申請(qǐng)人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所