一种中性环保板材专用结构胶
阅读说明：本技术 一种中性环保板材专用结构胶 (Special structural adhesive for neutral environment-friendly boards ) 是由 张加科 沈惠林 于 2021-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种中性环保板材专用结构胶,其组份包括主料中的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份、填料40～60份、色料3～15份和二甲基硅油10～50份,所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的动力粘度为5Pa·S～45Pa·S。通过选用无污染的配方材料：α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷作为胶基料,并配用二甲基硅油、填料、色料和各种辅助配料消泡剂、硅烷偶联剂、交联剂、耐热添加剂、催化剂、增塑剂和阻燃剂,使结构胶符合板材的使用,具有优异的效能。(The invention discloses a special structural adhesive for a neutral environment-friendly plate, which comprises 100 parts of alpha, omega-dihydroxy polydimethylsiloxane, 40-60 parts of filler, 3-15 parts of pigment and 10-50 parts of simethicone in a main material, wherein the dynamic viscosity of the alpha, omega-dihydroxy polydimethylsiloxane is 5 Pa.S-45 Pa.S. The method comprises the following steps of selecting pollution-free formula materials: the alpha, omega-dihydroxy polydimethylsiloxane is used as a glue base material, and is matched with dimethyl silicone oil, a filler, a pigment, various auxiliary ingredients such as a defoaming agent, a silane coupling agent, a cross-linking agent, a heat-resistant additive, a catalyst, a plasticizer and a flame retardant, so that the structural glue conforms to the use of plates and has excellent efficiency.)
技术领域
本发明属于粘合剂技术领域。尤其涉及一种中性环保板材专用结构胶。
背景技术
市场上硅酮类粘合剂种类很多，有酸性硅酮胶、中性玻璃胶、中性硅酮胶、防霉型硅酮胶、耐候型硅酮胶等等。酸性玻璃胶在固化过程中会释放出刺激性气体，对人的眼睛和呼吸道有刺激性作用。醇型中性胶在固化过程中释放出甲醇。甲醇有潜在的致癌危险,并是已知的皮肤和呼吸道过敏物，挥发气体会使眼睛、鼻、咽喉发炎。一般市场上的胶体2到24小时后可以完全固化。产品针对建筑施工来说，固化时间长没有问题，短期施工过程中的空气污染可以接受。但会展行业粘合剂问题就是严重的缺点。另外市场上购买的硅酮胶粘度过大，用于板材与板材的粘合，贴合不够紧密，贴合度不良，且胶体本身不具备防火功能。
尤其是会展中使用瓦楞板的情况，因为瓦楞纸板承重力差，雕刻后部份瓦楞外露影响美观，就必须使用到粘合剂，使板面受力面增加，提高承重强度，配上相应色浆的粘合剂用于瓦楞封边增加美观度。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种中性环保板材专用结构胶，通过选用α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份、填料40～60份、色料3～15份和二甲基硅油10～50份，所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的动力粘度为5Pa·S～45Pa·S。通过选用无污染的配方材料：α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷作为胶基料，并配用二甲基硅油、填料、色料和辅料，辅助配料有：消泡剂、硅烷偶联剂、交联剂、耐热添加剂、催化剂、增塑剂和阻燃剂，使结构胶符合板材的使用，更具有优异的效能。
一种中性环保板材专用结构胶，所述中性环保板材专用结构胶的制备原料以质量的相对比计量，主料中α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份、填料40～60份、色料3～15份和二甲基硅油10～50份，所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的动力粘度为5Pa·S～45Pa·S。
本发明中，所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的动力粘度为5Pa·S～45Pa·S，例如5Pa·S、9Pa·S、13Pa·S、20Pa·S、23Pa·S、25Pa·S、29Pa·S、32Pa·S、38Pa·S、42Pa·S或45Pa·S，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅考虑不再穷尽列举所述范围中包括的具体点值。
所述填料为40～60份，例如40份、42份、44份、45份、47份、50份、51份、55份、57份或60份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅考虑不再穷尽列举所述范围中包括的具体点值。
所述色料为3～15份，例如3份、4份、5份、6份、7份、9份、10份、12份、14份或15份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅考虑不再穷尽列举所述范围中包括的具体点值。
所述二甲基硅油10～50份，例如10份、15份、19份、24份、28份、30份、35份、38份、47份或50份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅考虑不再穷尽列举所述范围中包括的具体点值。
作为优选，所述填料包括轻质碳酸钙、重质碳酸钙或气相二氧化硅中的任意一种或至少两种的组合，所述色料包括钛白粉、炭黑或白炭黑等调色用料中的任意一种或至少两种的组合。
本发明中，辅料含有消泡剂10～15份、硅烷偶联剂8～12份、交联剂8～18份、耐热添加剂1～3份、催化剂0.5～1份、增塑剂30～60份和阻燃剂20～30份。
所述消泡剂为10～15份，例如10份、10.5份、11份、11.5份、12份、12.5份、13份、13.5份、14份或15份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅考虑不再穷尽列举所述范围中包括的具体点值。
所述硅烷偶联剂8～12份，例如8份、8.5份、9份、9.5份、10份、10.2份、11份、11.5份、11.7份或12份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅考虑不再穷尽列举所述范围中包括的具体点值。
所述交联剂8～18份，例如8份、8.5份、9份、9.5份、10份、13份、14.5份、16份、17份或18份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅考虑不再穷尽列举所述范围中包括的具体点值。
所述耐热添加剂1～3份，例如1份、1.5份、2份、2.5份或3份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅考虑不再穷尽列举所述范围中包括的具体点值。
所述催化剂0.5～1份，例如0.5份、0.55份、0.6份、0.65份、0.7份、0.75份、0.8份、0.85份、0.9份或1份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅考虑不再穷尽列举所述范围中包括的具体点值。
所述增塑剂30～60份，例如30份、34份、37份、41份、45份、49份、51份、55份、57份或60份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅考虑不再穷尽列举所述范围中包括的具体点值。
所述阻燃剂20～30份，例如20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、29份或30份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅考虑不再穷尽列举所述范围中包括的具体点值。
作为优选，所述硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷中的任意一种或至少两种的组合，所述交联剂包括甲基三乙酰氧基硅烷、有机钛络合物或氮丙啶中的任意一种或至少两种的组合，所述催化剂包括二丁基二月硅酸锡、NT CAT SI220或NT CATE-14中的任意一种或至少两种的组合，所述增塑剂包括DOP或邻二苯二甲酸二丁脂中的任意一种或两种的组合。
本发明的制备方法如下步骤：
1)在基料桶内依次加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、填料、色料和二甲基硅油，加入到分散机中搅拌，再放入三辊机中研磨；
2)将研磨后的主料和增塑剂加入到保持温度在20摄氏度以下的反应釜中，边搅拌边加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷；
3)在不停搅拌中，每隔5分钟依次加入硅烷偶联剂、消泡剂、耐热添加剂和交联剂；
4)搅拌10分钟后加入催化剂，再搅拌15分钟后加入阻燃剂，最后再加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷充分搅拌；
5)密封加料口后边搅拌边使真空泵抽空气，保持真空压力下搅拌50分钟，之后关闭真空泵阀打开空气压机阀加气压，挤压出料。
作为优选，步骤1)中所述的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷添加量为30份，步骤2)中所述的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷添加量为60份，步骤4)中所述的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷添加量为10份。
作为优选，步骤1)所述三辊机研磨先粗磨再细磨至少2次以上，步骤1)所述分散机的搅拌控制在20～60分钟，例如20分钟、22分钟、25分钟、27分钟、35分钟、40分钟、45分钟、52分钟、57分钟或60分钟，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅考虑不再穷尽列举所述范围中包括的具体点值。
作为优选，步骤4)所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷添加后需要充分搅拌20～60分钟，例如20分钟、22分钟、25分钟、27分钟、35分钟、40分钟、45分钟、52分钟、57分钟或60分钟，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅考虑不再穷尽列举所述范围中包括的具体点值。
作为优选，步骤5)所述真空压力保持在负压0.4Kpa以下，例如0.1Kpa、0.12Kpa、0.2Kpa、0.25Kpa或0.4Kpa，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅考虑不再穷尽列举所述范围中包括的具体点值。
作为优选，步骤5)所述加压出料时的压力增加到2～4Kpa，例如2Kpa、2.2Kpa、3Kpa、3.5Kpa或4Kpa，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅考虑不再穷尽列举所述范围中包括的具体点值。
作为优选，步骤5)所述加压出料前需要在负压0.4Kpa以下静置60～90分钟，例如60分钟、63分钟、67分钟、71分钟、75分钟、79分钟、83分钟、86分钟、89分钟或90分钟，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅考虑不再穷尽列举所述范围中包括的具体点值。
本发明的优点有：
配方比的硅酮密封胶可以保证粘合强度、贴合度、阻燃性能的同时，还具有很好的拉伸强度和断裂伸长率及耐热性能，固化以后，无毒无气味无腐蚀。中性硅酮密封胶是单组份固化，使用方便，在-4℃～40℃的温度范围内具有良好的可挤出性和触变性，用打胶枪挤出直接施工即可。由于对α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的动力粘度的控制，使得粘度降低更易于板材之间贴合安装。中性结构胶表干时间可以控制在半小时内，固化时间短。对金属、镀膜玻璃、混凝土、大理石、花岗石等建筑材料无腐蚀性，应用广泛。优异的耐老化、耐紫外线，耐臭氧性能，耐温性能等，固化后在-50℃～150℃保持良好的弹性。对大部分建筑材料具有优良的粘结性能，与其它中性硅酮胶有良好相容性。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。在以下实施例中填料选用轻质碳酸钙、色料选用钛白粉、硅烷偶联剂选用乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、交联剂选用甲基三乙酰氧基硅烷、催化剂选用NT CAT SI220(新典化学材料有限公司生产的一种环保型金属复合催化剂)、增塑剂选用邻二苯二甲酸二丁脂、耐热添加剂选用道康宁DC51硅氧烷乳液、消泡剂选用道康宁消泡剂AFE-1410、阻燃剂选用德国瓦克。本领域技术人员应该明了，本实施例仅为帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种中性环保板材专用结构胶，制备原料包括：动力粘度为5Pa·S的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100g、轻质碳酸钙40g、钛白粉3g、二甲基硅油10g、消泡剂10g、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷8g、甲基三乙酰氧基硅烷8g、耐热添加剂1g、NT CAT SI2200.5g、邻二苯二甲酸二丁脂30g和阻燃剂20g；
制备步骤如下：
1)在基料桶内依次加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷30g、轻质碳酸钙40g、钛白粉3g和二甲基硅油10g，加入到分散机中搅拌20分钟，再放入三辊机中研磨至少2次以上；
2)将研磨后的主料和邻二苯二甲酸二丁脂45g加入到保持温度在20摄氏度以下的反应釜中，边搅拌边加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷60g；
3)在不停搅拌中，每隔5分钟依次加入乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷10g、消泡剂12.5g、耐热添加剂2g和甲基三乙酰氧基硅烷8g；
4)搅拌10分钟后加入NT CAT SI2200.5g，再搅拌15分钟后加入阻燃剂20g，最后再加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷10g充分搅拌20分钟；
5)密封加料口后边搅拌边使真空泵抽空气，保持真空压力在负压0.4Kpa以上搅拌50分钟之后静置60分钟，打开空气阀加压到2Kpa挤压出料。
实施例2
制备原料包括：动力粘度为25Pa·S的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100g、轻质碳酸钙50g、钛白粉9g、二甲基硅油30g、消泡剂12.5g、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷10g、甲基三乙酰氧基硅烷13g、耐热添加剂2g、NT CAT SI2200.75g、邻二苯二甲酸二丁脂45g和阻燃剂25g；
制备步骤如下：
1)在基料桶内依次加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷30g、轻质碳酸钙50g、钛白粉9g和二甲基硅油30g，加入到分散机中搅拌40分钟，再放入三辊机中研磨至少2次以上；
2)将研磨后的主料和邻二苯二甲酸二丁脂45g加入到保持温度在20摄氏度以下的反应釜中，边搅拌边加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷60g；
3)在不停搅拌中，每隔5分钟依次加入乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷10g、消泡剂12.5g、耐热添加剂2g和甲基三乙酰氧基硅烷13g；
4)搅拌10分钟后加入NT CAT SI2200.75g，再搅拌15分钟后加入阻燃剂25g，最后再加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷10g充分搅拌40分钟；
5)密封加料口后边搅拌边使真空泵抽空气，保持真空压力在负压0.4Kpa以下搅拌50分钟之后静置75分钟，打开空气阀加压到3Kpa挤压出料。
实施例3
制备原料包括：动力粘度为45Pa·S的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100g、轻质碳酸钙60g、钛白粉15g、二甲基硅油50g、消泡剂15g、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷12g、甲基三乙酰氧基硅烷18g、耐热添加剂DC51 3g、NT CAT SI220 1g、邻二苯二甲酸二丁脂60g和阻燃剂30g；
制备步骤如下：
1)在基料桶内依次加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷30g、轻质碳酸钙60g、钛白粉15g和二甲基硅油50g，加入到分散机中搅拌60分钟，再放入三辊机中研磨至少2次以上；
2)将研磨后的主料和邻二苯二甲酸二丁脂60g加入到保持温度在20摄氏度以下的反应釜中，边搅拌边加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷60g；
3)在不停搅拌中，每隔5分钟依次加入乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷12g、消泡剂15g、耐热添加剂3g和甲基三乙酰氧基硅烷18g；
4)搅拌10分钟后加入NT CAT SI220 1g，再搅拌15分钟后加入阻燃剂30g，最后再加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷10g充分搅拌60分钟；
5)密封加料口后边搅拌边使真空泵抽空气，保持真空压力在负压0.4Kpa以下搅拌50分钟之后静置90分钟，打开空气阀加压到4Kpa挤压出料。
对比例1
制备原料包括：动力粘度为60Pa·S的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100g、轻质碳酸钙60g、钛白粉15g、二甲基硅油50g、消泡剂15g、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷12g、甲基三乙酰氧基硅烷18g、耐热添加剂3g、NT CAT SI220 1g、邻二苯二甲酸二丁脂60g和阻燃剂30g；
制备步骤如下：
1)在基料桶内依次加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷30g、轻质碳酸钙60g、钛白粉15g和二甲基硅油50g，加入到分散机中搅拌60分钟，再放入三辊机中研磨至少2次以上；
2)将研磨后的主料和邻二苯二甲酸二丁脂60g加入到保持温度在20摄氏度以下的反应釜中，边搅拌边加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷60g；
3)在不停搅拌中，每隔5分钟依次加入乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷12g、消泡剂15g、耐热添加剂3g和甲基三乙酰氧基硅烷18g；
4)搅拌10分钟后加入NT CAT SI220 1g，再搅拌15分钟后加入阻燃剂30g，最后再加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷10g充分搅拌60分钟；
5)密封加料口后边搅拌边使真空泵抽空气，保持真空压力在负压0.4Kpa以下搅拌50分钟之后静置90分钟，打开空气阀加压到4Kpa挤压出料。
在对比例1中将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的动力粘度设置为60Pa·S，其余添加材料不变并在同样条件和操作方式的情况下，对比例1中的结构胶的固化时间增加了10分钟，可见α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的动力粘度增大后，一定程度增大了各配料之间混合的速率，减低了胶体气体量的蒸发和胶体制作过程中混入的气泡和水份。
对比例2
制备原料包括：动力粘度为1Pa·S的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100g、轻质碳酸钙60g、钛白粉15g、二甲基硅油50g、消泡剂15g、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷12g、甲基三乙酰氧基硅烷18g、耐热添加剂3g、NT CAT SI220 1g、邻二苯二甲酸二丁脂60g和阻燃剂30g；
制备步骤如下：
1)在基料桶内依次加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷30g、轻质碳酸钙60g、钛白粉15g和二甲基硅油50g，加入到分散机中搅拌60分钟，再放入三辊机中研磨至少2次以上；
2)将研磨后的主料和邻二苯二甲酸二丁脂60g加入到保持温度在20摄氏度以下的反应釜中，边搅拌边加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷60g；
3)在不停搅拌中，每隔5分钟依次加入乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷12g、消泡剂15g、耐热添加剂3g和甲基三乙酰氧基硅烷18g；
4)搅拌10分钟后加入NT CAT SI220 1g，再搅拌15分钟后加入阻燃剂30g，最后再加入α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷10g充分搅拌60分钟；
5)密封加料口后边搅拌边使真空泵抽空气，保持真空压力在负压0.4Kpa以下搅拌50分钟之后静置90分钟，打开空气阀加压到4Kpa挤压出料。
在对比例1中将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的动力粘度设置为60Pa·S，其余添加材料不变并在同样条件和操作方式的情况下，对比例2在试验时间内未形成有效固化，可见α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的动力粘度减小后，由于各组分间的流动度过大无法使主要填充料形成有效凝结。
本发明特别适合在会展行业中瓦楞板材的使用，瓦楞板材相对于传统木材在搭建上更快捷，生产效率高且没有噪声，会展完毕可以全部二次回收。通过本发明克服瓦楞板的自身缺点后，使板面厚度增加从而让受力增加，粘合剂配上相应色浆用于瓦楞纸板封边，增加美观度。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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