專利名稱：硅橡膠表面處理劑的應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無機礦物棉(如巖棉、玻璃棉、礦渣棉等)環(huán)保表面處理劑的應用領域，特別涉及室溫硫化硅橡膠作為礦物棉環(huán)?；砻嫣幚韯┑膽谩?br> 背景技術：
礦物棉，是由礦物原料制成的蓬松狀短細纖維，它的內部存在大量微小孔隙，具有良好的隔熱和吸聲特性，廣泛用于建筑、船舶、交通領域的絕熱保溫和吸音降噪。根據(jù)特定的用途，礦物棉需被加工成不同規(guī)格的產品，在施工過程中，由于纖維易脫落或飛揚，可能會對部分接觸工人的皮膚、眼以及上呼吸道產生針刺樣刺激作用，另外長期職業(yè)接觸礦物棉還可能會使工人肺功能改變和呼吸系統(tǒng)癥狀增加人造礦物纖維絕熱棉對人體健康效應的研究進展，中華勞動衛(wèi)生職業(yè)病雜志，2011，29 (7):553-556。這個問題是否解決成為制約相關領域制造生產效率、保障施工人員健康的嚴重制約因素。因此需要開展礦物棉環(huán)保化表面處理研究。一般采用具有人體生理惰性的有機硅材料來改性礦物棉，2 O O 4年的中國專利ZLOl118196.6將無機納米水滑石-有機烷氧基硅烷雜化有機聚乙烯吡咯烷酮高分子制備的礦棉裝飾吸音板表面防護劑具有高效的表面防潮性、防污染性和耐濕擦性能，但并沒有提及樹脂涂層的力學性能、纖維飛屑程度及對人體的刺激性。·

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了解決礦物棉材料的施工傷害問題，采用生理惰性、無毒無味無刺激的室溫硫化硅橡膠作為礦物棉環(huán)保處理劑，使這種硅橡膠表面處理劑能與構成礦物棉材料的纖維的表面形成粘結性好的涂層，抑制在加工時其中細小纖維的脫出對人體的刺激性和肺部吸入傷害，在不降低隔熱性能的前提下，最大程度降低對施工人員的傷害。本發(fā)明的硅橡膠表面處理劑能夠作為粘結礦物棉(包括巖棉、玻璃棉、礦渣棉等)中的纖維的粘結劑使用，可制備得到環(huán)?；幚淼牡V物棉材料。所述的作為粘結礦物棉中的纖維的粘結劑使用，是將礦物棉浸潰在硅橡膠表面處理劑中I分鐘-12小時，或者將硅橡膠表面處理劑噴涂到礦物棉上；然后進行干燥。所述的干燥是在常溫常壓下進行干燥1-24小時，或在30_150°C下真空干燥0.5-12 小時。所述的硅橡膠表面處理劑，包含有兩種溶劑型室溫硫化硅橡膠，其是由以下方法制備得到的:將占所述·的硅橡膠表面處理劑的總量0.5-50wt%的縮合型硅橡膠、
0.025-5wt%的用于縮合型硅橡膠的交聯(lián)劑、0.002-5wt%的用于縮合型硅橡膠的催化劑溶解在余量的有機溶劑中進行交聯(lián)反應，得到所述的硅橡膠表面處理劑；或將占所述的娃橡膠表面處理劑的總量0.5-50wt%的加成型娃橡膠、用于加成型娃橡膠的低粘度含氫硅油交聯(lián)劑、用于加成型硅橡膠的鉬系催化劑溶解在余量的有機溶劑中進行交聯(lián)反應，得到所述的硅橡膠表面處理劑；其中所述的硅橡膠表面處理劑中的所述的低粘度含氫硅油中的硅氫基團與加成型硅橡膠中的硅乙烯基團的摩爾比為1.6-1，以鉬含量計，含有5-200ppm的用于加成型硅橡膠的鉬系催化劑。所述的縮合型的硅橡膠在室溫時粘度范圍是1000cp-50000cp，其結構式為:YO(R1R2SiO)nY ;其中R1、R2獨立地選自C1-C6的直鏈或支鏈烷基、苯基中的一種，η是20至1000的整數(shù)，Y為H或甲基，也稱為羥基或甲氧基封端的聚二有機基硅氧烷。所述的加成型的硅橡膠的結構式為=ViMe2SiO(R3R4SiO)mSiMe2Vi ;其中Vi為乙烯基，Me為甲基，R3、R4獨立地選自甲基、乙烯基、苯基或三氟丙基中的一種，m是5至1000的整數(shù)，也稱為乙稀基封端的聚二有機基娃氧燒。所述的用于縮合型硅橡膠的交聯(lián)劑選自脫醇型交聯(lián)劑、脫羥胺型交聯(lián)劑、脫氨型交聯(lián)劑、脫氫型交聯(lián)劑、脫丙酮型交聯(lián)劑、脫醋酸型交聯(lián)劑、脫酰胺型交聯(lián)劑、脫酮肟型交聯(lián)劑中的一種。所述的脫醇型交聯(lián)劑為四燒氧基娃燒、甲基二燒氧基娃燒或它們的混合物。所述的脫羥胺型交聯(lián)劑為甲基三羥胺基硅烷、乙基三羥胺基硅烷或它們的混合物。所述的脫氨型交聯(lián)劑為甲基戊烷氨基硅烷、硅氮烷聚合物或它們的混合物。所述的脫氫型交聯(lián)劑為:低粘度含氫硅油(在室溫時的粘度范圍是20cp-500cp，結構式為RMe2SiO (Me2SiO) a (MeHSiO)bSiMeR ;其中，R為甲基或氫，Me為甲基，a為O到50的整數(shù)，b為10到200的整數(shù)。所述的脫丙酮型交聯(lián)劑為甲基三異丙烯氧基硅烷、乙烯基三異丙烯氧基基硅烷或它們的混合物。所述的脫醋酸型交聯(lián)劑為甲基三醋酸基硅烷、乙基三醋酸基硅烷或它們的混合物。所述的脫酰胺型交聯(lián)劑為甲基三(甲基乙酰氧基)硅烷、乙烯基三(甲基乙酰氧基)硅烷或它們的混合物。所述的脫酮肟型交聯(lián)劑為甲基三(甲基乙基酮肟基)硅烷、乙烯基三(甲基乙基酮肟基)硅烷或它們的混合物。所述的用于加成型硅橡膠的交聯(lián)劑為低粘度含氫硅油(在室溫時的粘度范圍是20cp-500cp)，其結構式為 RMe2SiO(Me2SiO)a(MeHSiO)bSiMeR ;其中，R 為甲基或氫，Me 為甲基，a為O到50的整數(shù)，b為10到200的整數(shù)。所述的用于縮合型硅橡膠的催化劑主要是有機錫、有機鈦、胺、鉬系催化劑。所述的有機錫為二丁基二月桂酸錫、辛酸亞錫、醋酸錫等或它們的混合物。所述的有機鈦為鈦酸四丁酯、鈦酸二異丙酯二乙酰乙酸丙酮、鈦酸二異丙酯二乙酰乙酸乙酯等或它們的混合物。所述的胺為苯胺。所述的鉬系催化劑是四氫呋喃或甲基乙烯基硅氧烷等配位的氯鉬酸。所述的用于加成型硅橡膠的鉬系催化劑是四氫呋喃或甲基乙烯基硅氧烷等配位的氯鉬酸。所述的有機溶劑選自乙醇、異丙醇、苯、甲苯、二甲苯、石油醚、正己烷、環(huán)己烷、正庚烷、四氫呋喃中的一種或它們的混合物。
本發(fā)明首次采用溶劑型室溫硫化硅橡膠作為硅橡膠表面處理劑，并將該種硅橡膠表面處理劑作為粘結礦物棉中的纖維的粘結劑使用，制備得到環(huán)保化處理的礦物棉材料。本發(fā)明應用該種硅橡膠表面處理劑所獲得的環(huán)?；V物棉材料，提高了產品的憎水性，在不降低礦物棉產品隔熱性能的前提下，減小接觸人體的表面皮膚刺激性，大大降低了纖維飛屑程度，解決了礦物棉材料對施工者的傷害問題。
具體實施例方式下述實施例中的試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得。各種黏度規(guī)格的硅油，購自江西星火有機硅廠。實施例1將甲氧基封端的聚二甲基硅氧烷(5000cp)10g，四乙氧基硅烷0.3g和二丁基二月桂酸錫0.2g溶解在89.5g正己烷中進行交聯(lián)反應，得到硅橡膠表面處理劑。將巖棉浸潰在上述制備得到的硅橡膠表面處理劑中I小時，取出并在常溫常壓下干燥12小時，制成環(huán)?；幚淼膸r棉材料。進行導熱、憎水、人體刺激等性能測試。實施 例2將羥基封端的聚二甲基二苯基硅氧烷(10000cp)40g，甲基三羥胺基硅烷2g和醋酸錫1.2g溶解在56.Sg石油醚中進行交聯(lián)反應，得到硅橡膠表面處理劑。將玻璃棉浸潰在上述制備得到的硅橡膠表面處理劑中5小時，取出并在溫度為40°C真空烘箱中干燥3小時，制成環(huán)?；幚淼牟Ａ薏牧?。進行導熱、憎水、人體刺激等性能測試。實施例3將羥基封端的聚二甲基硅氧烷^OOOcp) 30g，低粘度含氫硅油(IOOcp)0.2g和四氫呋喃配位的鉬催化劑0.02g溶解在69.78g無水乙醇中進行交聯(lián)反應，得到硅橡膠表面處理劑。將巖棉浸潰在上述制備得到的硅橡膠表面處理劑中2小時，取出并在溫度為80°C真空烘箱中干燥4小時，制成環(huán)?；幚淼膸r棉材料。進行導熱、憎水、人體刺激等性能測試。實施例4將輕基封端的聚_■甲基娃氧燒(3000cp) 20g,甲基二異丙稀氧基娃燒Ig和_■丁基二月桂酸錫0.2g、辛酸亞錫0.1g溶解在78.7g正己烷中進行交聯(lián)反應，得到硅橡膠表面處理劑。將巖棉浸潰在上述制備得到的硅橡膠表面處理劑中5分鐘，取出并在溫度為60°C真空烘箱中干燥0.5小時，制成環(huán)?；幚淼膸r棉材料。進行導熱、憎水、人體刺激等性能測試。實施例5將甲氧基封端的聚_■甲基娃氧燒(4000cp) 5g,甲基二醋酸基娃燒0.15g,乙基二醋酸基硅烷0.2g和醋酸錫0.05g溶解在94.6g無水乙醇與正己烷的混合溶劑(重量比I: I)中進行交聯(lián)反應，得到硅橡膠表面處理劑。將巖棉浸潰在上述制備得到的硅橡膠表面處理劑中I小時，取出并在溫度為90°C真空烘箱中干燥6小時，制成環(huán)?；幚淼膸r棉材料。進行導熱、憎水、人體刺激等性能測試。實施例6將羥基封端的聚甲基乙基硅氧烷(32000cp)2g，甲基三(甲基乙酰氧基)硅烷
0.06g和鈦酸四丁酯0.02g溶解在97.92g甲苯中進行交聯(lián)反應，得到硅橡膠表面處理劑。將巖棉浸潰在上述制備得到的硅橡膠表面處理劑中30分鐘，取出并在溫度為130°C真空烘箱中干燥2小時，制成環(huán)?；幚淼膸r棉材料。進行導熱、憎水、人體刺激等性能測試。實施例7將羥基封端的聚二甲基硅氧烷(8000cp)10g，甲基三(甲基乙基酮肟基)硅烷
0.5g和鈦酸二異丙酯二乙酰乙酸丙酮0.1g溶解在89.4g環(huán)己烷中進行交聯(lián)反應，得到硅橡膠表面處理劑。將巖棉浸潰在上述制備得到的硅橡膠表面處理劑中10小時，取出并在溫度為70°C真空烘箱中干燥10小時，制成環(huán)保化處理的巖棉材料。進行導熱、憎水、人體刺激等性能測試。實施例8將乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷(4000cp)45g，低粘度含氫硅油(300cp) 0.31g和甲基乙烯基硅氧烷配位的鉬催化劑0.006g，溶解在54.684g無水乙醇中進行交聯(lián)反應，得到硅橡膠表面處理劑。將上述制備得到的硅橡膠表面處理劑噴涂到巖棉上，然后在溫度為80°C真空烘箱中干燥4小時，制成環(huán)保化處理的巖棉材料。進行導熱、憎水、人體刺激等性能測試。對比例I沒有經(jīng)過環(huán)?；幚淼膸r棉。對比例2沒有經(jīng)過環(huán)?；幚淼牟Ａ?。上述實施例中的導熱性能測試用PE公司的TC Probe熱導探針分析儀在20°C恒溫環(huán)境下測試得到的；表征憎水性是用Data-Physics公司的0CA40machine接觸角測試儀表征的；由于目前沒有人體刺激性的職業(yè)衛(wèi)生檢測方法及機構，實驗室使用表觀檢測的方法進行處理后礦物棉的人體刺激性評價。上述實施例中測試結果如表I所示。結果表明，沒有經(jīng)過環(huán)?；幚淼牡V物棉對人體刺激性強，切割過程中纖維飛屑嚴重。經(jīng)硅橡膠表面處理劑改性的礦物棉，減小接觸人體的表面皮膚刺激性，大大降低細小纖維飛屑程度，可以有效解決施工傷害問題，且導熱系數(shù)不大于原有樣品，接觸角大于處理前的礦物棉產品，憎水性增加。表1.巖棉環(huán)保化表面處理前后的性能
權利要求
1.一種硅橡膠表面處理劑的應用，其特征是:所述的硅橡膠表面處理劑作為粘結礦物棉中的纖維的粘結劑使用，制備得到環(huán)保化處理的礦物棉材料。
2.根據(jù)權利要求1所述的硅橡膠表面處理劑的應用，其特征是:所述的作為粘結礦物棉中的纖維的粘結劑使用，是將礦物棉浸潰在硅橡膠表面處理劑中I分鐘-12小時，或者將硅橡膠表面處理劑噴涂到礦物棉上；然后進行干燥。
3.根據(jù)權利要求2所述的硅橡膠表面處理劑的應用，其特征是:所述的干燥是在常溫常壓下進行干燥1-24小時，或在30-150°C下真空干燥0.5-12小時。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的硅橡膠表面處理劑的應用，其特征是:所述的硅橡膠表面處理劑是由以下方法制備得到的:將占所述的硅橡膠表面處理劑的總量0.5-50wt%的縮合型硅橡膠、0.025-5Wt%的用于縮合型硅橡膠的交聯(lián)劑、0.002-5Wt%的用于縮合型硅橡膠的催化劑溶解在余量的有機溶劑中進行交聯(lián)反應，得到所述的硅橡膠表面處理劑；或 將占所述的硅橡膠表面處理劑的總量0.5-50wt%的加成型硅橡膠、用于加成型硅橡膠的含氫硅油交聯(lián)劑、用于加成型硅橡膠的鉬系催化劑溶解在余量的有機溶劑中進行交聯(lián)反應，得到所述的硅橡膠表面處理劑；其中所述的硅橡膠表面處理劑中的所述的含氫硅油中的硅氫基團與加成型硅橡膠中的硅乙烯基團的摩爾比為1.6-1，以鉬含量計，含有5-200ppm的用于加成型硅橡膠的鉬系催化劑。
5.根據(jù)權利要求4所述的硅橡膠表面處理劑的應用，其特征是:所述的縮合型的硅橡膠在室溫時的粘度范圍是1000cp-50000cp，其結構式為=YO(R1R2SiO)nY ;其中R1、R2獨立地選自C1-C6的直鏈或支鏈烷基、苯基中的一種，η是20至1000的整數(shù)，Y為或甲基； 所述的加成型的硅橡膠的結構式為=ViMe2SiO(R3R4SiO)mSiMe2Vi ;其中Vi為乙烯基，Me為甲基，R3、R4獨立地選自甲基、乙烯基、苯基或三氟丙基中的一種，m是5至1000的整數(shù)。
6.根據(jù)權利要求4所述的硅橡膠表面處理劑的應用，其特征是:所述的用于縮合型硅橡膠的交聯(lián)劑選自 脫醇型交聯(lián)劑、脫羥胺型交聯(lián)劑、脫氨型交聯(lián)劑、脫氫型交聯(lián)劑、脫丙酮型交聯(lián)劑、脫醋酸型交聯(lián)劑、脫酰胺型交聯(lián)劑、脫酮肟型交聯(lián)劑中的一種； 所述的含氫硅油在室溫時的粘度范圍是20cp-500cp，其結構式為RMe2SiO(Me2SiO)a(MeHSiO)bSiMeR ;其中，R為甲基或氫，Me為甲基，a為O到50的整數(shù)，b為10到200的整數(shù)。
7.根據(jù)權利要求6所述的硅橡膠表面處理劑的應用，其特征是:所述的脫醇型交聯(lián)劑為四燒氧基娃燒、甲基二燒氧基娃燒或它們的混合物； 所述的脫羥胺型交聯(lián)劑為甲基三羥胺基硅烷、乙基三羥胺基硅烷或它們的混合物； 所述的脫氨型交聯(lián)劑為甲基戊烷氨基硅烷、硅氮烷聚合物或它們的混合物； 所述的脫氫型交聯(lián)劑為低粘度含氫硅油，其在室溫時的粘度范圍是20cp-500cp，其結構式為RMe2SiO (Me2SiO) a (MeHSiO)bSiMeR ;其中，R為甲基或氫，Me為甲基，a為O到50的整數(shù)，b為10到200的整數(shù)； 所述的脫丙麗型交聯(lián)劑為甲基二異丙稀氧基娃燒、乙稀基二異丙稀氧基基娃燒或它們的混合物； 所述的脫醋酸型交聯(lián)劑為甲基三醋酸基硅烷、乙基三醋酸基硅烷或它們的混合物； 所述的脫酰胺型交聯(lián)劑為甲基三(甲基乙酰氧基)硅烷、乙烯基三(甲基乙酰氧基)硅烷或它們的混合物；所述的脫酮肟型交聯(lián)劑為甲基三(甲基乙基酮肟基)硅烷、乙烯基三(甲基乙基酮肟基)硅烷或它們的混合物。
8.根據(jù)權利要求4所述的硅橡膠表面處理劑的應用，其特征是:所述的用于縮合型硅橡膠的催化劑是有機錫、有機鈦、胺、鉬系催化劑； 所述的鉬系催化劑是四氫呋喃或甲基乙烯基硅氧烷配位的氯鉬酸。
9.根據(jù)權利要求8所述的硅橡膠表面處理劑的應用，其特征是:所述的有機錫為二丁基二月桂酸錫、辛酸亞錫、醋酸錫或它們的混合物； 所述的有機鈦為鈦酸四丁酯、鈦酸二異丙酯二乙酰乙酸丙酮、鈦酸二異丙酯二乙酰乙酸乙酯或它們的混合物； 所述的胺為苯胺。
10.根據(jù)權利要求4所述的硅橡膠表面處理劑的應用，其特征是:所述的有機溶劑選自乙醇、異丙醇、苯、甲苯、二甲苯、石油醚、正己烷、環(huán)己烷、正庚烷、四氫呋喃中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明屬于無機礦物棉環(huán)保表面處理劑的應用領域，特別涉及室溫硫化硅橡膠作為礦物棉環(huán)保化表面處理劑的應用。本發(fā)明首次采用溶劑型室溫硫化硅橡膠作為硅橡膠表面處理劑，并將該種硅橡膠表面處理劑作為粘結礦物棉中的纖維的粘結劑使用，制備得到環(huán)?；幚淼牡V物棉材料。本發(fā)明應用該種硅橡膠表面處理劑所獲得的環(huán)?；V物棉材料，提高了產品的憎水性，在不降低礦物棉產品隔熱性能的前提下，減小接觸人體的表面皮膚刺激性，大大降低了纖維飛屑程度，解決了礦物棉材料對施工者的傷害問題。
文檔編號C03C25/32GK103159412SQ201110412958
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權日2011年12月12日
發(fā)明者戴麗娜, 屈麗, 張志杰, 張學忠, 謝擇民 申請人:中國科學院化學研究所