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一種高阻氣性能的復(fù)合硅酮密封膠及其制備方法與流程

文檔序號(hào):12344997閱讀:359來(lái)源:國(guó)知局

本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種高阻氣性能的復(fù)合硅酮密封膠及其制備方法。



背景技術(shù):

隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能材料的重視及人們環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng),中空玻璃在建材裝飾、節(jié)能車輛及制冷設(shè)備等方面的應(yīng)用日趨廣泛,同時(shí)對(duì)其質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。中空玻璃具有良好的氣密性、水密性和良好的隔熱保溫功能,尤其是Low-E中空玻璃由雙層玻璃、低輻射鍍銀膜、惰性氣體組合而成,具有Low-E玻璃和中空玻璃的雙重特點(diǎn),具備良好的采光性,同時(shí)沒(méi)有“光污染”,對(duì)于隔熱和防紫外線均具有非常突出的作用,是真正意義上的綠色、節(jié)能、環(huán)保玻璃建材。

中空玻璃隔熱、隔音、防霜霧是通過(guò)其內(nèi)部一層密封、干燥的中空層來(lái)實(shí)現(xiàn)的。目前我國(guó)中空玻璃的主要問(wèn)題是質(zhì)量沒(méi)有保證,壽命短,使用一年或幾年后中空玻璃出現(xiàn)結(jié)露或結(jié)霜,導(dǎo)致中空玻璃失效。90%以上的中空玻璃失效是由密封失敗引起的,密封失敗主要是由于密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、密封膠密封不徹底或老化引起的。因此,在確定密封結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,密封膠的選擇對(duì)延長(zhǎng)中空玻璃的使用壽命具有重要的作用。

目前中空玻璃主要采用雙道密封法:一道密封承擔(dān)著抵御水蒸氣滲透的有效密封,目前主要采用熱熔丁基密封膠;二道密封膠在具備良好的玻璃粘結(jié)性能基礎(chǔ)上,還必須具有良好的機(jī)械性能,主要材料有三種:聚硫膠、硅酮膠和聚氨酯膠。聚硫膠雖然有較好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐高低溫性能,且氣密性能優(yōu)于硅酮膠,但其耐紫外性能差,長(zhǎng)期在陽(yáng)光照射下易老化,影響使用壽命。聚氨酯膠各項(xiàng)性能都比較適中,但施工工藝復(fù)雜,對(duì)施工的溫濕度要求較高,因此目前在中空玻璃中應(yīng)用較少。硅酮密封膠不但具有良好的耐候性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,而且在長(zhǎng)期的紫外線照射下不會(huì)分解,在高溫或低溫及水汽的反復(fù)作用下仍能保持優(yōu)異的粘結(jié)性和強(qiáng)度,以及極好的彈性恢復(fù)率。但是現(xiàn)有硅酮密封膠產(chǎn)品的缺點(diǎn)是氣體滲透系數(shù)較大(約為10~15g/m2·d),這樣氣體容易透過(guò)密封膠層向中空玻璃中空層滲透擴(kuò)散,時(shí)間一長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)結(jié)露或結(jié)霜,從而影響中空玻璃的使用壽命。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

有鑒于此,有必要針對(duì)上述的問(wèn)題,提供一種簡(jiǎn)單有效的提高中空玻璃用硅酮膠阻氣性能的復(fù)合硅酮密封膠及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:

本發(fā)明采用5-10層的氧化石墨烯、表面處理過(guò)的石墨烯或白石墨烯類二維層狀納米材料對(duì)硅酮密封膠進(jìn)行改性,使其阻隔性能和機(jī)械強(qiáng)度大大提高而其他性能不受影響。

本發(fā)明高阻氣性能的復(fù)合硅酮密封膠,包括A組分和B組分;

所述A組份包括質(zhì)量份數(shù)為:100份基礎(chǔ)膠、0.01-10份納米材料粉體、40-100份填料、5-10份硅烷偶聯(lián)劑;

所述B組份包括質(zhì)量份數(shù)為:10-20份交聯(lián)劑、10-30份增塑劑、0.1-2份催化劑;

所述A組份與B組份重量比為10~13:1;

所述的基礎(chǔ)膠包括羥基封端聚二甲基硅氧烷、羥基封端聚甲基苯基硅氧烷、烷氧基封端聚二甲基硅氧烷、乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、烯丙基硅基封端聚二甲基硅氧烷中的一種;

所述納米材料粉體包括5-10層的氧化石墨烯、改性石墨烯或改性白石墨烯中的一種。

進(jìn)一步的,所述基礎(chǔ)膠選自粘度為50000~80000cP的羥基封端聚二甲基硅氧烷。

進(jìn)一步的,所述改性石墨烯或改性白石墨烯,是由石墨烯或者白石墨烯,在質(zhì)量濃度為0.1%的表面活性劑水溶液浸泡24h,50℃真空干燥48h制備獲得。

進(jìn)一步的,對(duì)所述石墨烯進(jìn)行改性使用的表面活性劑包括十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙烯醇、木質(zhì)素磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮等中的一種;對(duì)白石墨烯進(jìn)行改性使用的表面活性劑為長(zhǎng)鏈路易斯堿或長(zhǎng)鏈路易斯酸。

進(jìn)一步的,所述長(zhǎng)鏈路易斯堿為油胺;所述長(zhǎng)鏈路易斯酸為長(zhǎng)鏈硼烷。

進(jìn)一步的,所述填料選自氣相白炭黑、石英粉、滑石粉、重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、納米活性碳酸鈣、蒙脫石、硅藻土中的至少一種。

進(jìn)一步的,所述硅烷偶聯(lián)劑選自γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一種。

進(jìn)一步的,所述交聯(lián)劑選自甲基三甲氧基硅烷、甲基三(二烷基二肟)硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一種。

進(jìn)一步的,所述的增塑劑選自粘度為100~500cP的201甲基硅油。

進(jìn)一步的,所述的催化劑選自二丁基二醋酸錫、二丁基二月桂酸錫、二丁基氧化錫中的一種。

一種高阻氣性能的復(fù)合硅酮密封膠的制備方法,包括:

步驟1)選用納米材料粉體為:5-10層的氧化石墨烯、經(jīng)表面活性劑處理得到的改性石墨烯或改性白石墨烯中的一種;

步驟2)A組分的制備:將基礎(chǔ)膠、納米材料粉體、填料、硅烷偶聯(lián)劑在捏合機(jī)或行星攪拌機(jī)內(nèi)攪拌均勻;

B組分的制備:將交聯(lián)劑、增塑劑、催化劑加入行星攪拌機(jī)在壓力為-0.06~-0.099MPa的負(fù)壓下攪拌均勻;

在室溫下,將A、B兩組分按規(guī)定比例混合后即得本發(fā)明的硅酮密封膠。

本發(fā)明的有益效果為:

(1)改性石墨烯、氧化石墨烯或改性白石墨烯有良好的隔離氣體的性能和高的強(qiáng)度,少量添加即能大幅度提高硅酮密封膠的阻隔性能和機(jī)械強(qiáng)度而其他性能不受影響;

(2)本發(fā)明的硅酮密封膠主要用于中空玻璃的二道密封,與中空玻璃第一道密封所用的丁基膠相容性良好;

(3)本發(fā)明具有良好的加工性能,對(duì)環(huán)境友好。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步清楚、完整地描述。需要說(shuō)明的是,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

步驟1)改性石墨烯的制備:將5-10層的石墨烯用質(zhì)量濃度為0.1%的十二烷基磺酸鈉水溶液浸泡24h,50℃真空干燥48h,得到改性石墨烯。

步驟2)A組分:將質(zhì)量份為100份的二羥基聚二甲基硅氧烷、步驟1)中得到的2份的改性石墨烯、5份的氣相白炭黑、55份的納米活性碳酸鈣、8份的γ―氨丙基三乙氧基硅烷加入在捏合機(jī)中攪拌均勻;

B組分:將質(zhì)量份為10份的甲基三甲氧基硅烷、20份的201甲基硅油、0.1份的二丁基二醋酸錫加入高速行星攪拌機(jī),在-0.08MPa負(fù)壓下攪拌均勻;

在室溫下,將A、B兩組份按重量比11:1混合后即得本發(fā)明的硅酮密封膠。

實(shí)施例2

步驟1)改性石墨烯的制備:將5-10層的石墨烯用0.1%質(zhì)量濃度的聚乙烯吡咯烷酮水溶液浸泡24h,50℃真空干燥48h,得到改性石墨烯。

步驟2)A組分:將質(zhì)量份為100份的二羥基聚二甲基硅氧烷、步驟1)中得到的5份的改性石墨烯、5份的氣相白炭黑、75份的納米活性碳酸鈣、10份的γ―氨丙基三乙氧基硅烷加入到捏合機(jī)中攪拌均勻;

B組分:將質(zhì)量份為12份的甲基三甲氧基硅烷、30份的201甲基硅油、0.2份的二丁基二醋酸錫加入行星攪拌機(jī),在-0.08MPa負(fù)壓下攪拌均勻;

在室溫下,將A、B兩組份按重量比11:1混合后即得本發(fā)明的硅酮密封膠。

實(shí)施例3

步驟1)改性白石墨烯的制備:將5-10層的白石墨烯用0.1%的長(zhǎng)鏈硼烷水溶液浸泡24h,50℃真空干燥48h,得到改性白石墨烯。

步驟2)A組分:將質(zhì)量份數(shù)為100份的二羥基聚甲基苯基硅氧烷、步驟1)中得到的2份的改性白石墨烯、5份石英粉、60份的輕質(zhì)碳酸鈣、9份的γ―(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷加入到捏合機(jī)中攪拌均勻;

B組分:將質(zhì)量份數(shù)為10份的甲基三(二烷基二肟)硅烷、25份的201甲基硅油、0.1份的二丁基二月桂酸錫加入行星攪拌機(jī)在-0.09MPa負(fù)壓下攪拌均勻;

在室溫下,將A、B兩組份按重量比12:1混合后即得本發(fā)明的硅酮密封膠。

實(shí)施例4

步驟1)改性白石墨烯的制備:將5-10層的白石墨烯用0.1%的油胺水溶液浸泡24h,50℃真空干燥48h,得到改性白石墨烯。

步驟2)A組分:將質(zhì)量份數(shù)為100份的二羥基聚甲基苯基硅氧烷、步驟1)中得到的5份的改性白石墨烯、5份石英粉、80份的輕質(zhì)碳酸鈣、10份的γ―(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷加入在捏合機(jī)中攪拌均勻;

B組分:將質(zhì)量份數(shù)為13份的甲基三(二烷基二肟)硅烷、30份的201甲基硅油、0.2份的二丁基二月桂酸錫加入行星攪拌機(jī)在-0.09MPa負(fù)壓下攪拌均勻;

在室溫下,將A、B兩組份按重量比12:1混合后即得本發(fā)明的硅酮密封膠。

實(shí)施例5

A組分:將質(zhì)量份為100份的烷氧基封端聚二甲基硅氧烷、2份的氧化石墨烯、70份的納米活性碳酸鈣、9份的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷加入在捏合機(jī)中攪拌均勻;

B組分:將質(zhì)量份數(shù)為10份的乙烯基三甲氧基硅烷、25份的201甲基硅油、0.2份的二丁基氧化錫加入行星攪拌機(jī)在-0.09MPa負(fù)壓下攪拌均勻;

在室溫下,將A、B兩組分按重量比12:1混合后即得本發(fā)明的硅酮密封膠。

實(shí)施例6

A組分:將質(zhì)量為100份的烷氧基封端聚二甲基硅氧烷、5份的氧化石墨烯、85份的納米活性碳酸鈣、10份的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷加入捏合機(jī)中攪拌均勻;

B組分:將質(zhì)量份數(shù)為14份的乙烯基三甲氧基硅烷、30份的201甲基硅油、0.2份的二丁基氧化錫加入行星攪拌機(jī),在-0.09MPa負(fù)壓下攪拌均勻;

在室溫下,將A、B兩組份按重量比12:1混合后即得本發(fā)明的硅酮密封膠。

對(duì)比實(shí)施例1

A組分:將質(zhì)量為100份的二羥基聚二甲基硅氧烷、80份的納米活性碳酸鈣、、10份的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷加入捏合機(jī)中攪拌均勻;

B組分:將質(zhì)量份數(shù)為10份的乙烯基三甲氧基硅烷、30份的201甲基硅油、0.2份的二丁基氧化錫加入行星攪拌機(jī),在-0.09MPa負(fù)壓下攪拌均勻;

在室溫下,將A、B兩組份按重量比12:1混合后即得本發(fā)明的硅酮密封膠。

表1中為測(cè)定實(shí)施例1-6中所制備得到的本發(fā)明高阻氣性能的復(fù)合硅酮密封膠參數(shù):

表1實(shí)施例1-6復(fù)合硅酮密封膠數(shù)據(jù)

從上表1可知,本發(fā)明的制備方法可以大幅度提高硅酮密封膠的阻隔性能和機(jī)械強(qiáng)度。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此,本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。

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