本發(fā)明涉及高分子復合材料領域，具體涉及一種防凍的、導電硅烷封端聚氨酯密封膠及其制備方法。

背景技術：

硅烷改性聚氨醋密封膠又稱SPU密封膠。SPU密封膠的基礎聚合物是端硅烷的聚氨酷(又稱SPU預聚體)。它是通過含胺基的的硅烷和端NCO基團的聚氨酷預聚體進行加成得到的，用有機硅改性聚氨醋可以綜合二者的優(yōu)異性能,彌補聚氨酷耐水解性、耐溫性差的缺陷,使改性聚氨酷表現(xiàn)出良好的憎水性,表面富集性,低溫柔順性和優(yōu)良的生物相容性等。現(xiàn)今，水底船舶、海上平臺、水利工程、隧道大大發(fā)展，所以對具有阻水性能的海底電纜、超高壓電纜和通信電纜等都有大量需要。而要實現(xiàn)阻水功能，電纜的密封膠是必不可少的。目前已有的軸向阻水電纜密封膠都是不導電的，不能在隔絕水分的同時又起到均勻電場的作用，而這一點在中高壓海底電纜中是尤其重要的。

李吉明在《單組分濕固化硅烷封端聚氨酯密封膠的制備及性能研究》文章中，以硅烷封端聚氨酯預聚物為基礎聚合物，制備了單組分濕固化硅烷封端聚氨酯密封膠，但是應用于海底電纜、通信電纜時，還存在著導電性缺失、防水性不佳等缺點。

技術實現(xiàn)要素：

基于以上的思考，本發(fā)明旨在提供一種具有導電性、防水性良好的硅烷封端聚氨酯密封膠及其制備方法。

本發(fā)明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現(xiàn) ：

一種防凍的、導電硅烷封端聚氨酯密封膠，其特征在于，是由以下重量份的原料制成：

丙二醇2-4，碳纖維2-4，硅藻土1-2，二甲基甲酰胺5-10，異佛爾酮二異氰酸酯10-15，氯仿適量，碳化硅1-2，聚硅氮烷10-15，乙醇15-20，納米碳酸鈣3-5，氮氣適量，鄰苯二甲酸酯4-8，硅烷封端聚氨酯預聚體25-30，有機錫0.2-0.3，月桂胺0.04-0.06；

所述的有機錫為二月桂酸二丁基錫。

所述的一種防凍的、導電硅烷封端聚氨酯密封膠及其制備方法，其特征在于，是由以下步驟制成：

a. 將碳纖維加入到二甲基甲酰胺中， 磁力攪拌均勻后加入異佛爾酮二異氰酸酯，室溫密閉反應20-25h后抽濾，用氯仿洗滌多余的異佛爾酮二異氰酸酯2-4次，自然干燥后研磨，得到異氰酸酯改性碳纖維；

b. 將聚硅氮烷溶于乙醇中，向其中加入納米碳酸鈣、碳化硅，超聲分散均勻后，通入濕潤氮氣，使聚硅氮烷在納米碳酸鈣、碳化硅表面原位反應生成表面帶有活性氨基修飾的二氧化硅納米顆粒，過濾并烘干，得到表面包覆二氧化硅納米顆粒，并且二氧化硅表面帶有活性氨基修飾的混合物；

c. 將步驟a所得改性碳纖維、步驟b所得混合物、硅藻土在150-180℃條件下真空脫水3-6h，將鄰苯二甲酸酯在100-130℃條件下真空脫水2-4h后，加入到硅烷封端聚氨酯預聚體中，再加入有機錫和月桂胺、丙二醇，混合均勻后在三輥研磨機上混合3遍，罐裝儲存即可。

所述的一種防凍的、導電硅烷封端聚氨酯密封膠及其制備方法，其特征在于，濕潤氮氣的含水汽量為0.5-2.5。

所述的一種防凍的、導電硅烷封端聚氨酯密封膠及其制備方法，其特征在于，步驟a所得改性碳纖維、步驟b所得混合物真空脫水至使用卡爾費休水分測定儀測水分含量在500ppm以下，鄰苯二甲酸酯真空脫水至水分含量在400ppm以下。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明用異佛爾酮二異氰酸酯改性碳纖維，添加到密封膠中，賦予密封膠可以導電的性能，并且密封性良好，經(jīng)該導電密封膠密封的電纜料能廣泛應用于水利工程的各個方面，尤其適用于海底電纜；利用聚硅氮烷在納米碳酸鈣表面原位生成活性氨基修飾的納米二氧化硅，不僅可以達到增強、增韌密封膠的效果，同時二氧化硅表面修飾的活性氨基能和硅烷封端聚氨酯預聚體反應，形成強相互作用，阻礙原位生成的納米粒子發(fā)生團聚，有效提高包裹納米碳酸鈣的二氧化硅納米粒子在密封膠中的分散性，從而進一步增強、增韌密封膠；配合添加的丙二醇等提高了該密封膠的防凍性能。

具體實施方式

下面結合實施例， 對本發(fā)明的具體實施方式作進一步描述。

實施例

一種防凍的、導電硅烷封端聚氨酯密封膠，其特征在于，是由以下重量份的原料制成：

丙二醇4，碳纖維4，硅藻土2，二甲基甲酰胺10，異佛爾酮二異氰酸酯15，氯仿適量，碳化硅2，聚硅氮烷15，乙醇20，納米碳酸鈣5，氮氣適量，鄰苯二甲酸酯8，硅烷封端聚氨酯預聚體30，有機錫0.3，月桂胺0.06；

所述的有機錫為二月桂酸二丁基錫。

所述的一種防凍的、導電硅烷封端聚氨酯密封膠及其制備方法，其特征在于，是由以下步驟制成：

a. 將碳纖維加入到二甲基甲酰胺中， 磁力攪拌均勻后加入異佛爾酮二異氰酸酯，室溫密閉反應20-25h后抽濾，用氯仿洗滌多余的異佛爾酮二異氰酸酯2-4次，自然干燥后研磨，得到異氰酸酯改性碳纖維；

b. 將聚硅氮烷溶于乙醇中，向其中加入納米碳酸鈣、碳化硅，超聲分散均勻后，通入濕潤氮氣，使聚硅氮烷在納米碳酸鈣、碳化硅表面原位反應生成表面帶有活性氨基修飾的二氧化硅納米顆粒，過濾并烘干，得到表面包覆二氧化硅納米顆粒，并且二氧化硅表面帶有活性氨基修飾的混合物；

c. 將步驟a所得改性碳纖維、步驟b所得混合物、硅藻土在150-180℃條件下真空脫水3-6h，將鄰苯二甲酸酯在100-130℃條件下真空脫水2-4h后，加入到硅烷封端聚氨酯預聚體中，再加入有機錫和月桂胺、丙二醇，混合均勻后在三輥研磨機上混合3遍，罐裝儲存即可。

所述的一種防凍的、導電硅烷封端聚氨酯密封膠及其制備方法，其特征在于，濕潤氮氣的含水汽量為0.5-2.5。

所述的一種防凍的、導電硅烷封端聚氨酯密封膠及其制備方法，其特征在于，步驟a所得改性碳纖維、步驟b所得混合物真空脫水至使用卡爾費休水分測定儀測水分含量在500ppm以下，鄰苯二甲酸酯真空脫水至水分含量在400ppm以下。

本發(fā)明技術參數(shù)為：體積電阻率≤ 1Ω·m；密封膠室溫、濕氣條件表干時間≤15min；拉伸強度≥6.0MPa。