用于單組分脫醇型室溫硫化硅橡膠的基膠的前處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于單組分脫醇型室溫硫化硅橡膠的基膠的前處理方法，屬于脫醇型室溫硫化硅橡膠生產(chǎn)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]單組分室溫硫化硅橡膠是以端羥基聚二甲基硅氧烷為基礎(chǔ)聚合物，三官能團(tuán)硅烷為交聯(lián)劑，輔以填料、增塑劑和催化劑等組成的配合物。當(dāng)暴露于空氣時，與空氣中的水分反應(yīng)縮聚出低分子，固化后形成彈性體。根據(jù)其硫化時釋放出的副產(chǎn)物種類，單組分室溫膠可分為脫酸性、脫胺型、脫酮肟型和脫醇型等。
[0003]其中單組分脫醇型室溫硫化硅橡膠因具有低毒環(huán)保、無腐蝕、無臭味，對玻璃、金屬和塑料具有較好黏結(jié)性等特點，日益受到工業(yè)領(lǐng)域尤其是新能源、LED照明、電子電器等行業(yè)的青睞。
[0004]單組分脫醇型室溫硫化硅橡膠的生產(chǎn)原料包括基膠(指工業(yè)生產(chǎn)用107膠)，甲基三甲氧基硅烷為交聯(lián)劑，有機(jī)鈦酸酯配合物為催化劑，添加填料，根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用要求，還可以加入促進(jìn)劑、抑制劑等。
[0005]由于鈦催化劑在與基膠混合時鈦與羥基之間的氫鍵作用會使黏度急劇增加，出現(xiàn)“黏度高峰”，給下一步的生產(chǎn)帶來很大困難。目前針對單組分脫醇型室溫膠制備過程中“黏度高峰”的抑制方法，主要如下:
方法一:加入羥基清除劑，CN102757759A、CN103361023A、CN103333496A分別提到了單組分脫醇型室溫硫化硅橡膠密封膠的制備方法:將107膠、增塑劑、納米級補強(qiáng)填料和羥基清除劑，脫水共混，獲得基料；取基料，抽真空，攪拌，加入交聯(lián)劑，抽真空，攪拌；加入偶聯(lián)劑，抽真空，攪拌，獲得成品。加入羥基清除劑能夠減緩或抑制“黏度高峰”的出現(xiàn)，但會影響成品膠的擠出性能，并且羥基清除劑在基膠脫水前加入會影響其作用效果。
[0006]方法二:改進(jìn)催化劑結(jié)構(gòu)，CN10355417A提出一種以鈦酸異丙酯、乙酰乙酸乙酯和1，3-丙二醇為原料先制備鈦酸酯螯合物，再用于制備單組分脫醇型室溫硫化硅橡膠的方法。制得的鈦酸酯螯合物在應(yīng)用中可以減少或避免成品膠制備過程中“黏度高峰”的出現(xiàn)，但其處理過程較為繁瑣，隨著生產(chǎn)技術(shù)與市場需求的不斷發(fā)展，鈦螯合物在脫醇型室溫膠的應(yīng)用中不斷面臨著新的挑戰(zhàn)，對鈦螯合物多樣性及復(fù)雜性的要求也越來越高。
[0007]方法三:107膠的前處理:《烷氧基封端聚硅氧烷及其脫醇型RTV-1硅橡膠的研制》中提到了利用有機(jī)胺與羧酸的混合物作催化劑處理107膠的方法。步驟如下:在真空動力混合機(jī)中加入I kg 2000 mPa.s的107膠，抽真空并加熱到80°C后加入20 g甲基三甲氧基硅烷真空攪拌10 min，迅速加入I g 二正丁胺和0.5 g醋酸并真空攪拌2 h，之后升溫到120°C真空攪拌I h。真空降溫后密封保存。反應(yīng)中所用催化劑正丁胺易揮發(fā)、有刺激性氨臭，有腐蝕性，此方法對低黏度的107膠的處理效果較好，高黏度107膠的處理效果有待驗證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上問題，本發(fā)明提供了一種簡單、高效的用于單組分脫醇型室溫硫化硅橡膠的基膠的前處理方法。
[0009]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種用于單組分脫醇型室溫硫化硅橡膠的基膠的前處理方法，其特征在于，按如下步驟進(jìn)行:
a、催化反應(yīng):將粘度為10000?60000mPa.s的基膠投入帶有攪拌裝置的反應(yīng)釜內(nèi)，依次加入催化劑、交聯(lián)劑，投料前三者的質(zhì)量份配比如下:基膠80?150份，催化劑0.1?5份，交聯(lián)劑5?15份；
b、中和反應(yīng):上述反應(yīng)結(jié)束后加入質(zhì)量份為0.2?10份的中和劑進(jìn)行中和反應(yīng)；
C、脫低過程:中和后，反應(yīng)生成的低組分，在基膠的水分清除過程中一起脫除。
[0010]按上述步驟處理后的基膠經(jīng)1HNMRj9S1-NMR及IR分析，不含硅羥基；以處理后的107膠為原料制備單組分脫醇型室溫硫化硅橡膠過程中未出現(xiàn)黏度明顯上漲的現(xiàn)象；處理后的107膠自然放置3個月后，黏度未發(fā)生變化，未出現(xiàn)凝膠；以處理后的107膠為原料制備的單組分脫醇型室溫硫化硅橡膠在加速老化條件下(80°C,7X24 h)放置后表干、固化時間、擠出性等無明顯變化。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)選方案如下:
催化劑是氫氧化鉀堿膠，中和劑是磷酸酸膠，交聯(lián)劑是甲基三甲氧基硅烷。
[0012]步驟a中的基膠是工業(yè)生產(chǎn)用107膠。
[0013]步驟a中的基膠為單一粘度的107膠，或者由不同粘度的107膠拼混而得的。
[0014]步驟a中進(jìn)行基膠混勻過程中，攪拌裝置的轉(zhuǎn)速為30?40 r/min。
[0015]步驟a和步驟b中投料完成后，攪拌裝置的轉(zhuǎn)速分別為30?40 r/min,反應(yīng)時間30 ?90 mino
[0016]步驟a、b和c中反應(yīng)時攪拌裝置的轉(zhuǎn)速為35 r/min。
[0017]步驟a和步驟b中所有反應(yīng)都在常壓，常溫下進(jìn)行。
[0018]步驟b中的氫氧化鉀堿膠中氫氧化鉀質(zhì)量濃度為0.5%?2.0%。
[0019]步驟C中的磷酸酸膠中磷酸質(zhì)量濃度為0.2%?2.0%。
[0020]步驟c中脫低過程攪拌裝置的轉(zhuǎn)速為30?40 r/min，操作溫度130?140°C，真空度-0.2?O MPa,反應(yīng)時間1.5?2.5 h。
[0021]【具體實施方式】:
實施例1:
一種用于單組分脫醇型室溫硫化硅橡膠的基膠的前處理方法，按如下步驟進(jìn)行:基膠是107膠，首先向行星攪拌釜內(nèi)加入黏度為20000 mPa-s的107膠1800 g，黏度為50000 mPa *s的107膠1100 g，黏度為80000 mPa *s的107膠100 g，室溫常壓條件下打開攪拌，攪拌裝置的轉(zhuǎn)速為35 r/min，攪拌基膠至混合均勻。
[0022]向上述行星攪拌釜中依次加入氫氧化鉀堿膠42.50 g、甲基三甲氧基硅烷36.67g，氫氧化鉀堿膠中氫氧化鉀質(zhì)量濃度為1.05%，室溫常壓條件下打開攪拌，攪拌裝置的轉(zhuǎn)速為35 r/min，反應(yīng)時間60 min。
[0023]上述反應(yīng)結(jié)束后加入磷酸酸膠153 g進(jìn)行中和，磷酸酸膠中磷酸質(zhì)量濃度為0.57%，室溫常壓條件下打開攪拌，攪拌裝置的轉(zhuǎn)速為35 r/min，反應(yīng)時間45min。
[0024]打開真空栗，加熱使反應(yīng)生成物在負(fù)壓條件下脫去甲醇等低組分和水分，攪拌裝置的轉(zhuǎn)速為35 r/min，操作溫度135°C，真空度-0.1 MPa，反應(yīng)時間2 h。
[0025]將前述處理完的107制備成品膠:
稱取處理后的107膠1500 g，350 mPa.s甲基硅油150 g，白炭黑(商品名:TS-720)225g，納米活性碳酸鈣675 g加入捏合機(jī)中混勻后，1400C /-0.1 MPa下脫低2 h得基料；取基料2000 g于行星攪拌釜，抽真空，攪拌15 min;加入鈦酸四丁酯11.89 g，甲基三甲氧基硅烷52.17 g，抽真空，攪拌15 min ;加入KH-550/KH-560各0.30 g，抽真空，攪拌30 min，灌裝獲得成品:單組分脫醇型室溫硫化硅橡膠。
[0026]按上述方法處理后的107膠經(jīng)lHNMR、29S1-NMR及IR分析，不含硅羥基，制備脫醇型室溫膠過程中未出現(xiàn)黏度明顯上漲的現(xiàn)象，放置3個月后，黏度未發(fā)生變化，未出現(xiàn)凝膠，成品膠經(jīng)加速老化處理(80°C，7X24 h)后表干、固化時間、擠出性等無明顯變化。
[0027]實施例2:
一種用于單組分脫醇型室溫硫化硅橡膠的基膠的前處理方法，按如下步驟進(jìn)行:
向攪拌釜內(nèi)加入粘度為60000 mPa.s的107膠3000 g，室溫常壓條件下打開攪拌，攪拌裝置的轉(zhuǎn)速為40 r/min，攪拌至混合均勻；依次加入氫氧化鉀堿膠42.50 g、甲基三甲氧基硅烷36.67 g，氫氧化鉀堿膠中氫氧化鉀質(zhì)量濃度為1.05%，室溫常壓條件下打開攪拌，攪拌裝置的轉(zhuǎn)速為40 r/min，反應(yīng)時間75min。
[0028]上述反應(yīng)結(jié)束后加入磷酸酸膠153 g進(jìn)行中和，磷酸酸膠中磷酸質(zhì)量濃度為0.57%，室溫常壓條件下打開攪拌，攪拌裝置的轉(zhuǎn)速為40 r/min，反應(yīng)時間60m