一種低粘度且高強度的透明有機硅組合物及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及高分子密封材料領域，更具體地，涉及一種低粘度且高強度的透明有 機硅組合物及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 硅橡膠是一種具有一系列獨特性能有機硅高分子彈性體，如卓越的耐氣候性、優 異的耐高低溫老化性、良好的電絕緣性和疏水性，因此在建筑、交通、汽車、航空、航天、新 能源、機械、電子和電器等領域均有廣泛的應用。室溫硫化硅橡膠（RTV)能夠在室溫條件 下遇濕氣自然固化成有機硅彈性體，由于其無需加熱加壓即可硫化、能夠就地成型和使用 極其方便等特點，通常被用作粘合劑、密封劑、灌封劑、涂覆劑和脫模劑等。室溫硫化硅橡 膠根據應用要求，其物理形態可以制成低粘度的流淌型流體至高粘度的膏狀物，當粘度在 50000mPa.s(25°C)以下時，為易流動的流體，粘度在50000~lOOOOOmPa.s(25°C)時，為微 流動的流體，粘度大于l〇〇〇〇〇mPa.s則不易流動；其基本的加工過程是先將基礎聚合物（端 羥基聚硅氧烷或端基含可水解基團的聚硅氧烷）與補強填料如納米活性碳酸鈣或白炭黑 (二氧化硅）混合脫水，然后加入交聯劑（含多個可水解基團的硅烷）、催化劑和助劑，混合 均勻而成。根據實際使用要求，室溫硫化硅橡膠可以將所有組分一起混合均勻后再裝入密 封容器的單包裝（單組分）形式，也可將主劑（基礎聚合物、填料等）與固化劑（交聯劑、 催化劑等）分開進行獨立包裝，需要時再混合的雙組份形式，單組分具有使用方便、操作簡 單等優點。
[0003] 室溫硫化硅橡膠最大的缺點在于其力學強度較差，研宄表明純的硅橡膠拉伸強度 一般只有〇. 4MPa左右，因此必須加入填料來補強以提高室溫硫化硅橡膠的力學強度才能 使其具有實用價值。最常用的補強填料是納米活性碳酸鈣、沉淀法或氣相法白炭黑、石英粉 等。然而當加入碳酸鈣或石英粉等時，哪怕添加量極少都會嚴重降低硅橡膠的透明度，無法 得到透明的硅橡膠制品；而加入白炭黑雖然對硅橡膠的透明度影響相對較小，但是白炭黑 會使硅橡膠的粘度急劇上升，從而無法得到兼具低粘度、且具有較高機械強度的透明室溫 硫化硅橡膠產品。在電子元器件如線路板、智能水表的淺層灌封，LED照明燈具燈罩與燈頭 的粘接、小型家用電器如玻璃電熱水壺壺體與底盤等的粘接固定和密封等眾多應用中，通 常需要粘度低易流平、強度高且透明度好的單組分脫醇型室溫硫化硅橡膠，但是到迄今為 止，如何實現室溫硫化硅橡膠兼顧低粘度、高強度且高透明度的體系，是有機硅行業亟需解 決的難題。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種低粘度易流平、且兼具高強度、 透明度好的單組分脫醇型室溫硫化有機硅組合物。
[0005] 為了以上的目的，首先提供一種低粘度且高強度的透明有機硅組合物，包括以下 原料，按重量份計，
[0006] 端烷氧基聚二甲基硅氧烷60~90份，
[0007]端甲基聚二甲基硅氧烷 10~40份，
[0008] 端甲基聚二甲基硅氧烷25°C的粘度為10~lOOOOmPa.s，用于調節有機硅組合物 的粘度，同時起增塑劑作用，使有機硅組合物固化后具有更好柔韌性。
[0009] 端烷氧基甲基MQ娃樹脂20~80份，
[0010] 所述的端烷氧基聚二甲基硅氧烷是端基具有2個或3個可水解基團的直鏈型聚 合物，MQ硅樹脂是一種由單官能團（M基團）有機硅氧烷封閉鏈節的化合物和四官能團（Q 基團）有機硅氧烷鏈節的化合物進行水解縮合而成特殊的聚硅氧烷，具有雙層三維球體結 構，球心部分為二氧化硅網狀結構，球殼部分由單官能團有機硅氧烷所包圍，同時含有未反 應的硅羥基。當甲基MQ硅樹脂表面的硅羥基被多烷氧基甲硅烷基取代時，得到表面含有許 多可水解基團的端烷氧基甲基MQ娃樹脂，由于端基結構$父為相似，其與基礎聚合物端燒氧 基聚二甲基硅氧烷具有極佳的相容性，極好的提升了有機硅組合物的透明度。端烷氧基甲 基MQ娃樹脂球殼部分封閉基團為烷氧基和甲基，在與端烷氧基聚二甲基硅氧烷混合時，由 于端烷氧基和甲基之間分子間的作用力極小，因此粘度不會上升。當遇到濕氣時，在催化劑 作用下，端烷氧基甲基MQ娃樹脂、端烷氧基聚>甲基硅氧烷的端烷氧基和交聯劑就會水解 形成硅羥基，進而產生縮合反應，形成"海島狀"網絡結構，"海島"部分是硅樹脂的高交聯密 度的二氧化硅三維網絡結構，"海洋"部分是通過縮合反應形成的聚二甲基硅氧烷柔性分子 鏈，產品硫化后可得到高機械強度的有機硅彈性體。
[0011] 所述的端烷氧基甲基MQ硅樹脂的結構式為
【主權項】
1. 一種低粘度且高強度的透明有機硅組合物，其特征在于，包括以下原料，按重量份 計， 端烷氧基聚^甲基硅氧烷60~90份， 端甲基聚二甲基硅氧烷 10~40份， 端烷氧基甲基MQ硅樹脂 20~80份， 所述的端烷氧基聚二甲基硅氧烷是端基具有2個或3個可水解基團的直鏈型聚合物， 所述的端烷氧基甲基MQ娃樹脂的結構式為
其中，b= 0或1，R3和R4為1-4個碳原子的一價徑基，所述的t、m和p為正整數，其中 (t+m)/q= 0. 7 ~1. 50,t/m= 0. 04 ~0. 20。
2. 根據權利要求1所述的低粘度且高強度的透明有機硅組合物，其特征在于，所述的 端烷氧基聚 > 甲基硅氧烷的結構式為
其中a= 0或1，n= 50~1000,R1和V為為1-4個碳原子的一價烴基。
3. 根據權利要求1或2所述的低粘度且高強度的透明有機硅組合物，其特征在于，所述 的一價烴基為甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、乙烯基或烯丙基。
4. 根據權利要求1或2所述的低粘度且高強度的透明有機硅組合物，其特征在于，所述 的一價烴基為甲基或乙烯基。
5. 根據權利要求1所述的低粘度且高強度的透明有機硅組合物，其特征在于，（t+m)/q =0. 9 ~1. 25,t/m= 0. 06 ~0. 10。
6. 根據權利要求1所述的低粘度且高強度的透明有機硅組合物，其特征在于，所述的 原料還包括交聯劑5~15份，硅烷偶聯劑0. 5~4份和催化劑0. 5~5份。
7. -種權利要求1所述的低粘度且高強度的透明有機硅組合物的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟，
51. 將端烷氧基聚^甲基硅氧烷、端甲基聚^甲基硅氧烷和端烷氧基甲基MQ娃樹脂， 在高速攪拌分散機內在溫度為90-120°C和真空度為-0. 095MPa以下的條件，以200~500 轉/分鐘攪拌50~90分鐘，然后冷卻至室溫，
52. 然后加入交聯劑和硅烷偶聯劑，在真空-0. 095MPa以下，以50~150轉/分鐘攪拌 20~40分鐘，
53. 然后加入催化劑，在真空-0. 095MPa以下，以50~150轉/分鐘攪拌20~40分 鐘，即得。
8. -種權利要求1所述的低粘度且高強度的透明有機硅組合物在電子元器件的灌封， LED照明燈具燈罩與燈頭的粘接或小型家用電器的粘接固定和密封中的應用。
【專利摘要】本發明公開了一種低粘度且高強度的透明有機硅組合物，包括以下原料，按重量份計，端烷氧基聚二甲基硅氧烷60～90份，端甲基聚二甲基硅氧烷10～40份，端烷氧基甲基MQ硅樹脂20～80份，所述的端烷氧基聚二甲基硅氧烷是端基具有2個或3個可水解基團的直鏈型聚合物，所述的端烷氧基甲基MQ硅樹脂的結構式為其中，b＝0或1，R3和R4為1-4個碳原子的一價烴基，所述的t、m和p為正整數，其中(t+m)/q＝0.7～1.50，t/m＝0.04～0.20。本發明的有機硅組合物具有粘度低易流動、強度高、透明度好等優點，非常適用于電子元器件如線路板、智能水表的淺層灌封，LED照明燈具燈罩與燈頭的粘接、小型家用電器如玻璃電熱水壺壺體與底盤等的粘接固定和密封。
【IPC分類】C09J183-04, C08K5-10, C08K5-5419, C08L83-06, C08K5-5455, C08L83-04, C08K5-544, C09J183-06, C08K5-5425, C09K3-10, C08J3-24, C09J11-06
【公開號】CN104693805
【申請號】CN201410642562
【發明人】何業明, 史襄橋, 張銀華
【申請人】廣州市回天精細化工有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年11月13日