高穩定性混凝土硅酮接縫膠及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明的實施方式涉及高分子材料領域，更具體地，本發明的實施方式涉及一種 高穩定性混凝土硅酮接縫膠及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 近些年來，全球資源和環境危機頻頻發生，使得人們越來越重視節約資源和保護 環境。在低碳經濟開始成為世界主流的經濟發展方式的背景下，我國再也不能以犧牲環境 來求得經濟跨越式發展。作為高能耗、高污染產業之一，我國建筑業必須走可持續發展道 路，發展工業化建筑迫在眉睫。
[0003] 作為傳統建筑和工業化建筑接縫產品，其對建筑壽命、建筑的質量和使用狀況具 有決定性的作用。且材料必須具有能夠承受高溫、低溫、日光、鹽水、濕熱、風壓、震動等外部 自然環境情況。尤其是要避免填縫材料和建筑之間由于外界應力、溫度變化產生冷熱伸縮 的作用使接縫膠發生內聚破壞而開裂，與建筑剝離而導致接縫膠失效和建筑滲漏現象的出 現。作為工業化建筑混凝土板接縫材料，應該具備較高的斷裂伸長率、較低的拉伸模量、低 污染性、與水泥之間良好的粘接性，優異的耐候耐老化性能。
[0004] 硅酮接縫膠作為防水接縫的主流產品，其本身的結構優勢帶來了相較于其他防水 接縫產品更佳的耐候耐久性、良好的力學性能，加上固化過程屬于中性固化，因此受到了市 場的歡迎，在越來越多的建筑工程中獲得應用。
[0005] 但是現有的硅酮接縫膠存在相當的缺陷：1、為了降低成本或者是增加施工性能， 往往在接縫膠里面加入較多量的增塑劑（如白油、低粘度甲基硅油等），導致接縫膠的綜合 性能達不到使用要求。2、硅酮類密封膠中含有的"油"，易游離到由于靜電原因而粘附在膠 體表面的灰塵上，并且隨著降雨刮風灰塵會擴散到粘結表面的四周。由于混凝土是多孔材 料，極易受污染，導致混凝土板縫的周邊會出現帶狀的污染，影響美觀。3、高伸長、低模量 的接縫膠在使用后期隨著時間延長，模量增加、塑性降低、斷裂伸長率下降。這是由于隨著 時間推移，接縫膠體系內的交聯反應日漸完善導致交聯密度增加，從而使接縫膠在服役過 程中失去所應具備的高伸長低模量的特性。若能解決這些問題，大力發展符合工業化建筑 使用的硅酮接縫膠勢必會帶來很大的社會效益和經濟利益，且能快速推動建筑工業化的發 展。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是針對工業化建筑伸縮縫對材料的要求，同時針對市場目前產品缺 陷而設計發明的脫酮肟型硅酮接縫膠。
[0007] 為解決上述的技術問題，本發明的一種實施方式采用以下技術方案：
[0008] -種高穩定性混凝土硅酮接縫膠，由以下按質量份計的組分制成：
[0009] :〇bco-二羥基聚二甲基桂氧焼 1.00份， 填料 5Q~150份， 觸變劑 0.5~10份， 擴鏈劑 0.5~10份， 固化劑 5~15份， 增粘劑 0.1~5份， 催化劑 0.01~3份，_ 液體丁腈橡膠 1~10份。
[0010] 進一步的技術方案是：所述液體丁腈橡膠的數均分子量小于10000,其丁二烯和 丙烯腈呈無規則共聚結構，且其丙烯腈含量為15%~35%。優選日本瑞翁公司生產的液態 丁腈橡膠1312、DN601，以及日本JSR公司生產的液態丁腈橡膠N280。
[0011] 更進一步的技術方案是：所述填料為納米碳酸鈣、重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、脂肪 酸處理的活性碳酸鈣、硅微粉、炭黑中的至少一種。
[0012] 更進一步的技術方案是：所述觸變劑為粒徑7~40nm、比表面積100~400m2/g的 氣相白炭黑。
[0013] 更進一步的技術方案是：所述擴鏈劑為具有式I結構的有機硅擴鏈劑：
[0014] 式I，其中， 9
[0015]札為含1-6個碳原子的烷基；
[0016] R2選自含1-6個碳原子的烷基、-N=CR6 (R7)、-NRS (R9)中的一種；
[0017] R3選自含1-6個碳原子的烷基、-N=CR6 (R7)、-NRS (R9)中的一種；R2、R3相同或不 同；
[0018] R4選自氫、烷基、芳基、含甲酸酯基的基團、含酰胺基的基團或雜環烷基中的一種；
[0019]R5選自氫、烷基、芳基、含甲酸酯基的基團、含酰胺基的基團或雜環烷基中的一種； R4、R5相同或不同；
[0020] R6、R7、馬或R9為烷基或環狀烷基。
[0021] 對該擴鏈劑結構的進一步說明如下：
[0022] 所述的&為含1-6個碳原子的直鏈烷基、含1-6個碳原子的帶支鏈烷基、含1-6個 碳原子的環狀烷烴、含1-6個碳原子的芳香烷基或含1-6個碳原子的烷烴芳基中的一種。
[0023] 所述的R4SR5為含甲酸酯基的基團，該基團具有式II的結構
式II，
其中，R1(]為含1~18個碳原子的烷基。進一步的，所述的1。選自甲基、乙基、正丙基、正丁 基、異丙基、異丁基、芐基、十二烷基、十八烷基中的一種。
[0024] 或者所述的&或1?5為含酰胺基的基團，該基團具有式III的結構 式 -r III，其中，Rn或R12選自氫、含1~18個碳原子的烷基、含6~18個碳原子的芳基、芐基中 的一種。
[0025] 或者所述的&或R5為雜環烷基，該雜環烷基具有式IV的結構
式IV，其 中，R13為含1~12個碳原子的烷基，所述的烷基為直鏈烷基、帶支鏈烷基、環狀烷烴中的一 種。進一步的，所述的R13為含1~12個碳原子的烷基，烷基鏈段中含有N、0、S或羰基、羥 基中的一種或多種。
[0026] 或者所述的&或R5選自吡咯、咪唑、噁唑、哌啶、嗎啉、噁嗪中的一種。
[0027] 或者所述的心或1?5選自氫、甲基、乙基、正丙基、正丁基、異丙基、異丁基、苯基、芐 基中的一種。
[0028] 更進一步的技術方案是：所述固化劑為甲基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟基硅 烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷中的至少一種。
[0029] 更進一步的技術方案是：所述增粘劑為環氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨 丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷和氨丙基三乙氧基硅烷其中的至少一 種。
[0030] 更進一步的技術方案是：所述催化劑為有機鋅、有機鉍和有機錫中的至少一種。
[0031] 本發明還提供了上述高穩定性混凝土硅酮接縫膠的制備方法，它包括以下步驟：
[0032]a、將a，《_二羥基聚二甲基硅氧烷、觸變劑和填料按比例加入捏合機，常溫常壓 攪拌30分鐘后，升溫至100°C，開始抽真空攪拌60分鐘進行高溫脫水，抽真空攪拌時，溫度 保持在100°C~140°C之間，真空度保持在-0. 06MPa~-0. 09MPa之間，然后冷卻至室溫制 得基料；
[0033]b、室溫下將所述基料加入高速分散機內，接著按比例依次加入擴鏈劑、固化劑、增 粘劑、催化劑和液體丁腈橡膠，在真空度為_〇. 〇6MPa~-0. 09MPa的真空狀態下攪拌均勻， 反應50~120分鐘，制得高穩定性混凝土娃酮接縫膠。
[0034] 進一步的技術方案是：步驟a抽真空攪拌的溫度為120~130 °C，真空度 為-0. 07MPa~-0. 08MPa;步驟b的真空度為-0. 08MPa~-0. 09MPa，反應時間為60~100 分鐘。
[0035] 下面對本發明的技術方案進行進一步的說明。
[0036] 本發明通過獨特的液體丁腈橡膠改性，以及選取多種適宜的高活性化合物助劑， 使硅酮接縫膠的性能及穩定性獲得了顯著提升。液體丁腈橡膠是數均分子量在10000以 內，丙烯腈和丁二烯的共聚物。由于分子量低，因此在常溫下呈液態。液體丁腈橡膠是高性 能的特種高分子增塑劑，在添加量很小的情況下就能使樹脂獲得極其優異的塑化性能，在 各種惡劣的氣候條件下不會發生迀移現象，不會污染被粘接的基材，解決了在使用一般增 塑劑（如低黏度甲基硅油、白油等）時，增塑劑在接縫膠固化過程中或者固化后迀移到被粘 基材表面，污染基材導致粘接破壞，接縫膠失效等一系列問題；液體丁腈橡膠還能使本發明 的硅酮接縫膠保持永久的增塑性能，在使用過程中一直保持低模量高伸長的性能，解決了 一般接縫膠使用后期老化變硬、斷裂伸長率下降的問題。而且，由于具有極性的氰基（-CN) 和非極性的丁二烯鏈段，通過調整氰基含量可以使其獲得與各種樹脂的良好相容性，提高 粘接能力。本發明通過液態丁腈橡膠、擴鏈劑、偶聯劑等多種高活性化合物的適宜配比，制 備出拉伸模量小于0. 4MPa、斷裂伸長率高于900%的硅酮接縫膠，且制備方法簡單。此種硅 酮接縫膠具有高斷裂伸長率、低模量、環保無污染、耐各種惡劣環境的優異的粘接性、使用 后期性能保持率高、固化速度快，具有良好的施工性能以及耐候耐老化性。本發明的硅酮接 縫膠不但適用于一般混凝土建筑和公路橋梁的防水接縫，尤其適用于工業化建筑的接縫防 水。
[0037] 對于上述擴鏈劑，根據本發明的具體實施例，所述的&為含1-6個碳原子的直鏈 烷基、含1-6個碳原子的帶支鏈烷基、含1-6個碳原子