一种耐高温uv密封胶及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及uv密封胶技术领域，具体涉及一种耐高温uv密封胶及其制备方法。
背景技术：
2.uv固化材料具有固化快、节能、常温固化、污染少等优点，越来越受到各行各业的青睐。常用uv固化一般为丙烯酸酯类树脂，其具有优异的uv反应活性，并且可根据不同的应用需求制成各种不同硬度和弹性的材料，具有广泛的市场应用。
3.现有的uv密封胶耐高温性能差，同时力学性能、耐高温性能不能协调，影响使用效率，为了优化改进二者的性能效果，本发明提供一种耐高温uv密封胶及其制备方法。
技术实现要素：
4.针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种耐高温uv密封胶及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.本发明解决技术问题采用如下技术方案：本发明提供了一种耐高温uv密封胶，所述uv密封胶包括以下重量份原料：脂肪族聚氨酯丙烯酸脂55-65份、丙烯酸类单体35-45份、界面偶联剂复配纳米云母协调剂15-20份、改性空心玻璃微珠5-10份、光引发剂4-10份、触变剂1-3份。
6.优选地，所述uv密封胶包括以下重量份原料：脂肪族聚氨酯丙烯酸脂60份、丙烯酸类单体40份、界面偶联剂复配纳米云母协调剂17.5份、改性空心玻璃微珠7.5份、光引发剂7份、触变剂2份。
7.优选地，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸脂为三官能基聚氨酯丙烯酸酯低聚物；丙烯酸类单体为丙烯酸月桂酯、丙烯酸双环异戊二烯酯、丙烯酸羟乙酯中的一种；光引发剂为苯偶酰双甲醚；触变剂为气相二氧化硅。
8.优选地，所述界面偶联剂复配纳米云母协调剂的制备方法为：s01：将纳米云母在氧化氛围下，预煅烧处理；s02：然后先置于3-5倍的次氯酸溶液中浸泡1-5h处理，水洗、干燥，再转至4-6倍的硫酸水溶液中继续浸泡1-3h，浸泡结束，水洗、干燥；s03：将3-6份钛酸酯偶联剂加入到10-15份无水乙醇中，搅拌均匀，得到界面偶联协调剂；s04：将s02产物按照重量比1:5加入到复调均效液中先第一搅拌调理处理，水洗、过滤；再送入到3-5倍的界面偶联协调剂中第二搅拌调理处理，最后即可得到界面偶联剂复配纳米云母协调剂；其中所述第一搅拌调理处理的转速为700-800r/min，处理时间为10-20min；第二搅拌调理处理的转速为350-400r/min，处理时间为40-50min。
9.优选地，所述预煅烧处理的条件为：煅烧温度为300-350℃，煅烧时间为10-20min；
煅烧结束，以1-3℃/min的速率冷却至室温。
10.优选地，所述次氯酸溶液的摩尔浓度为0.25-0.35mol/l，所述硫酸水溶液的质量浓度为6-10%。
11.优选地，所述复调均效液包括以下重量份原料：2-4份质量分数10-15%的壳聚糖水溶液、1-3份氧化镧、10-15份去离子水、1-2份三乙醇胺硼酸酯、5-9份碳化硅晶须。
12.优选地，所述改性空心玻璃微珠的改性方法为：s11：将空心玻璃微珠先置于3-5倍的质量分数5%的盐酸溶液中搅拌均匀，然后水洗、干燥；s12：将处理的空心玻璃微珠再置于2-4倍的乙醇溶剂中，然后加入空心玻璃微珠总量5-10%的硅烷偶联剂kh560、1-5%的含羧酸的二元醇，继续搅拌充分，再水洗、干燥，得到改性空心玻璃微珠。
13.本发明还提供了一种耐高温uv密封胶的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将脂肪族聚氨酯丙烯酸脂、丙烯酸类单体、光引发剂和触变剂先搅拌混合均匀，得到第一产物；步骤二：将改性空心玻璃微珠、界面偶联剂复配纳米云母协调剂混合充分，备用，得到第二产物；步骤三：将第二产物加入到第一产物中先搅拌1-2h，搅拌转速为1200-1500r/min，搅拌结束；步骤四：再研磨处理，研磨转速为300-400r/min，研磨时间为45-55min，最后使用500目的滤布过滤，即可得到耐高温uv密封胶。
14.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明uv密封胶采用脂肪族聚氨酯丙烯酸脂、丙烯酸类单体配合光引发剂等原料制成胶的基体原料，通过界面偶联剂复配纳米云母协调剂、改性空心玻璃微珠配合来协调优化产品的耐高温、力学性能；界面偶联剂复配纳米云母协调剂通过纳米云母经过氧化氛围下煅烧，提高其活性度，便于在次氯酸溶液、硫酸溶液处理时效率更高，优化的纳米云母活性效果更为优异；复调均效液采用碳化硅晶须、壳聚糖水溶液、氧化镧和三乙醇胺硼酸酯组配，以碳化硅晶须为基体的复调均效液能够协配纳米云母粉，纳米云母粉具有纳米尺寸效应、巨大的比表面积，配合碳化硅晶须增强纳米云母的分布效果，同时也可优化产品的力学性能，复调均效液中的壳聚糖水溶液、氧化镧和三乙醇胺硼酸酯原料双向优化碳化硅晶须、纳米云母粉性能，从而增进式的改进产品性能效果，同时配合第一搅拌调理处理，复调均效液中的碳化硅晶须与纳米云母粉协调效果进一步增强，此外经过第二搅拌调理、界面偶联协调剂处理，工艺条件之间相互协同配合，共同优化界面偶联剂复配纳米云母协调剂体系，改进的界面偶联剂复配纳米云母协调剂，分散在体系中，提高体系的界面强度，优化产品的耐高温性能、以及力学性能，协调改进产品的性能效果；空心玻璃微珠经过改性后填充到体系中能够与界面偶联剂复配纳米云母协调剂协配增效，补强体系的性能效果，双向优化耐高温性、力学性，协调改进产品的性能效果。
具体实施方式
15.下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.本实施例的一种耐高温uv密封胶，所述uv密封胶包括以下重量份原料：脂肪族聚氨酯丙烯酸脂55-65份、丙烯酸类单体35-45份、界面偶联剂复配纳米云母协调剂15-20份、改性空心玻璃微珠5-10份、光引发剂4-10份、触变剂1-3份。
17.本实施例的uv密封胶包括以下重量份原料：脂肪族聚氨酯丙烯酸脂60份、丙烯酸类单体40份、界面偶联剂复配纳米云母协调剂17.5份、改性空心玻璃微珠7.5份、光引发剂7份、触变剂2份。
18.本实施例的脂肪族聚氨酯丙烯酸脂为三官能基聚氨酯丙烯酸酯低聚物；丙烯酸类单体为丙烯酸月桂酯、丙烯酸双环异戊二烯酯、丙烯酸羟乙酯中的一种；光引发剂为苯偶酰双甲醚；触变剂为气相二氧化硅。
19.本实施例的界面偶联剂复配纳米云母协调剂的制备方法为：s01：将纳米云母在氧化氛围下，预煅烧处理；s02：然后先置于3-5倍的次氯酸溶液中浸泡1-5h处理，水洗、干燥，再转至4-6倍的硫酸水溶液中继续浸泡1-3h，浸泡结束，水洗、干燥；s03：将3-6份钛酸酯偶联剂加入到10-15份无水乙醇中，搅拌均匀，得到界面偶联协调剂；s04：将s02产物按照重量比1:5加入到复调均效液中先第一搅拌调理处理，水洗、过滤；再送入到3-5倍的界面偶联协调剂中第二搅拌调理处理，最后即可得到界面偶联剂复配纳米云母协调剂；其中所述第一搅拌调理处理的转速为700-800r/min，处理时间为10-20min；第二搅拌调理处理的转速为350-400r/min，处理时间为40-50min。
20.本实施例的预煅烧处理的条件为：煅烧温度为300-350℃，煅烧时间为10-20min；煅烧结束，以1-3℃/min的速率冷却至室温。
21.本实施例的次氯酸溶液的摩尔浓度为0.25-0.35mol/l，所述硫酸水溶液的质量浓度为6-10%。
22.本实施例的复调均效液包括以下重量份原料：2-4份质量分数10-15%的壳聚糖水溶液、1-3份氧化镧、10-15份去离子水、1-2份三乙醇胺硼酸酯、5-9份碳化硅晶须。
23.本实施例的改性空心玻璃微珠的改性方法为：s11：将空心玻璃微珠先置于3-5倍的质量分数5%的盐酸溶液中搅拌均匀，然后水洗、干燥；s12：将处理的空心玻璃微珠再置于2-4倍的乙醇溶剂中，然后加入空心玻璃微珠总量5-10%的硅烷偶联剂kh560、1-5%的含羧酸的二元醇，继续搅拌充分，再水洗、干燥，得到改性空心玻璃微珠。
24.本实施例的一种耐高温uv密封胶的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将脂肪族聚氨酯丙烯酸脂、丙烯酸类单体、光引发剂和触变剂先搅拌混合均匀，得到第一产物；步骤二：将改性空心玻璃微珠、界面偶联剂复配纳米云母协调剂混合充分，备用，得到第二产物；步骤三：将第二产物加入到第一产物中先搅拌1-2h，搅拌转速为1200-1500r/min，搅拌结束；步骤四：再研磨处理，研磨转速为300-400r/min，研磨时间为45-55min，最后使用500目的滤布过滤，即可得到耐高温uv密封胶。
实施例1
25.本实施例的一种耐高温uv密封胶，所述uv密封胶包括以下重量份原料：脂肪族聚氨酯丙烯酸脂55份、丙烯酸类单体35份、界面偶联剂复配纳米云母协调剂15份、改性空心玻璃微珠5份、光引发剂4份、触变剂1份。
26.本实施例的脂肪族聚氨酯丙烯酸脂为三官能基聚氨酯丙烯酸酯低聚物；丙烯酸类单体为丙烯酸月桂酯；光引发剂为苯偶酰双甲醚；触变剂为气相二氧化硅。
27.本实施例的界面偶联剂复配纳米云母协调剂的制备方法为：s01：将纳米云母在氧化氛围下，预煅烧处理；s02：然后先置于3倍的次氯酸溶液中浸泡1h处理，水洗、干燥，再转至4倍的硫酸水溶液中继续浸泡1h，浸泡结束，水洗、干燥；s03：将3份钛酸酯偶联剂加入到10份无水乙醇中，搅拌均匀，得到界面偶联协调剂；s04：将s02产物按照重量比1:5加入到复调均效液中先第一搅拌调理处理，水洗、过滤；再送入到3倍的界面偶联协调剂中第二搅拌调理处理，最后即可得到界面偶联剂复配纳米云母协调剂；其中所述第一搅拌调理处理的转速为700r/min，处理时间为10min；第二搅拌调理处理的转速为350r/min，处理时间为40min。
28.本实施例的预煅烧处理的条件为：煅烧温度为300℃，煅烧时间为10min；煅烧结束，以1℃/min的速率冷却至室温。
29.本实施例的次氯酸溶液的摩尔浓度为0.25mol/l，所述硫酸水溶液的质量浓度为6%。
30.本实施例的复调均效液包括以下重量份原料：2份质量分数10%的壳聚糖水溶液、1份氧化镧、10份去离子水、1份三乙醇胺硼酸酯、5份碳化硅晶须。
31.本实施例的改性空心玻璃微珠的改性方法为：s11：将空心玻璃微珠先置于3倍的质量分数5%的盐酸溶液中搅拌均匀，然后水洗、干燥；
s12：将处理的空心玻璃微珠再置于2倍的乙醇溶剂中，然后加入空心玻璃微珠总量5%的硅烷偶联剂kh560、1%的含羧酸的二元醇，继续搅拌充分，再水洗、干燥，得到改性空心玻璃微珠。
32.本实施例的一种耐高温uv密封胶的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将脂肪族聚氨酯丙烯酸脂、丙烯酸类单体、光引发剂和触变剂先搅拌混合均匀，得到第一产物；步骤二：将改性空心玻璃微珠、界面偶联剂复配纳米云母协调剂混合充分，备用，得到第二产物；步骤三：将第二产物加入到第一产物中先搅拌1h，搅拌转速为1200r/min，搅拌结束；步骤四：再研磨处理，研磨转速为300r/min，研磨时间为45min，最后使用500目的滤布过滤，即可得到耐高温uv密封胶。
实施例2
33.本实施例的一种耐高温uv密封胶，所述uv密封胶包括以下重量份原料：脂肪族聚氨酯丙烯酸脂65份、丙烯酸类单体45份、界面偶联剂复配纳米云母协调剂20份、改性空心玻璃微珠10份、光引发剂10份、触变剂3份。
34.本实施例的脂肪族聚氨酯丙烯酸脂为三官能基聚氨酯丙烯酸酯低聚物；丙烯酸类单体为丙烯酸双环异戊二烯酯；光引发剂为苯偶酰双甲醚；触变剂为气相二氧化硅。
35.本实施例的界面偶联剂复配纳米云母协调剂的制备方法为：s01：将纳米云母在氧化氛围下，预煅烧处理；s02：然后先置于5倍的次氯酸溶液中浸泡5h处理，水洗、干燥，再转至6倍的硫酸水溶液中继续浸泡3h，浸泡结束，水洗、干燥；s03：将6份钛酸酯偶联剂加入到15份无水乙醇中，搅拌均匀，得到界面偶联协调剂；s04：将s02产物按照重量比1:5加入到复调均效液中先第一搅拌调理处理，水洗、过滤；再送入到3-5倍的界面偶联协调剂中第二搅拌调理处理，最后即可得到界面偶联剂复配纳米云母协调剂；其中所述第一搅拌调理处理的转速为800r/min，处理时间为20min；第二搅拌调理处理的转速为400r/min，处理时间为50min。
36.本实施例的预煅烧处理的条件为：煅烧温度为350℃，煅烧时间为20min；煅烧结束，以3℃/min的速率冷却至室温。
37.本实施例的次氯酸溶液的摩尔浓度为0.35mol/l，所述硫酸水溶液的质量浓度为10%。
38.本实施例的复调均效液包括以下重量份原料：4份质量分数15%的壳聚糖水溶液、3份氧化镧、15份去离子水、2份三乙醇胺硼酸酯、9份碳化硅晶须。
39.本实施例的改性空心玻璃微珠的改性方法为：s11：将空心玻璃微珠先置于5倍的质量分数5%的盐酸溶液中搅拌均匀，然后水洗、干燥；s12：将处理的空心玻璃微珠再置于4倍的乙醇溶剂中，然后加入空心玻璃微珠总量10%的硅烷偶联剂kh560、5%的含羧酸的二元醇，继续搅拌充分，再水洗、干燥，得到改性空心玻璃微珠。
40.本实施例的一种耐高温uv密封胶的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将脂肪族聚氨酯丙烯酸脂、丙烯酸类单体、光引发剂和触变剂先搅拌混合均匀，得到第一产物；步骤二：将改性空心玻璃微珠、界面偶联剂复配纳米云母协调剂混合充分，备用，得到第二产物；步骤三：将第二产物加入到第一产物中先搅拌2h，搅拌转速为1500r/min，搅拌结束；步骤四：再研磨处理，研磨转速为400r/min，研磨时间为55min，最后使用500目的滤布过滤，即可得到耐高温uv密封胶。
实施例3
41.本实施例的一种耐高温uv密封胶，所述uv密封胶包括以下重量份原料：本实施例的uv密封胶包括以下重量份原料：脂肪族聚氨酯丙烯酸脂60份、丙烯酸类单体40份、界面偶联剂复配纳米云母协调剂17.5份、改性空心玻璃微珠7.5份、光引发剂7份、触变剂2份。
42.本实施例的脂肪族聚氨酯丙烯酸脂为三官能基聚氨酯丙烯酸酯低聚物；丙烯酸类单体为丙烯酸羟乙酯；光引发剂为苯偶酰双甲醚；触变剂为气相二氧化硅。
43.本实施例的界面偶联剂复配纳米云母协调剂的制备方法为：s01：将纳米云母在氧化氛围下，预煅烧处理；s02：然后先置于4倍的次氯酸溶液中浸泡3h处理，水洗、干燥，再转至5倍的硫酸水溶液中继续浸泡2h，浸泡结束，水洗、干燥；s03：将4.5份钛酸酯偶联剂加入到12份无水乙醇中，搅拌均匀，得到界面偶联协调剂；s04：将s02产物按照重量比1:5加入到复调均效液中先第一搅拌调理处理，水洗、过滤；再送入到4倍的界面偶联协调剂中第二搅拌调理处理，最后即可得到界面偶联剂复配纳米云母协调剂；其中所述第一搅拌调理处理的转速为750r/min，处理时间为15min；第二搅拌调理处理的转速为370r/min，处理时间为45min。
44.本实施例的预煅烧处理的条件为：煅烧温度为325℃，煅烧时间为15min；煅烧结束，以2℃/min的速率冷却至室温。
45.本实施例的次氯酸溶液的摩尔浓度为0.30mol/l，所述硫酸水溶液的质量浓度为
8%。
46.本实施例的复调均效液包括以下重量份原料：3份质量分数12%的壳聚糖水溶液、2份氧化镧、12份去离子水、1.5份三乙醇胺硼酸酯、7份碳化硅晶须。
47.本实施例的改性空心玻璃微珠的改性方法为：s11：将空心玻璃微珠先置于4倍的质量分数5%的盐酸溶液中搅拌均匀，然后水洗、干燥；s12：将处理的空心玻璃微珠再置于3倍的乙醇溶剂中，然后加入空心玻璃微珠总量7.5%的硅烷偶联剂kh560、3%的含羧酸的二元醇，继续搅拌充分，再水洗、干燥，得到改性空心玻璃微珠。
48.本实施例的一种耐高温uv密封胶的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将脂肪族聚氨酯丙烯酸脂、丙烯酸类单体、光引发剂和触变剂先搅拌混合均匀，得到第一产物；步骤二：将改性空心玻璃微珠、界面偶联剂复配纳米云母协调剂混合充分，备用，得到第二产物；步骤三：将第二产物加入到第一产物中先搅拌1.5h，搅拌转速为1350r/min，搅拌结束；步骤四：再研磨处理，研磨转速为350r/min，研磨时间为50min，最后使用500目的滤布过滤，即可得到耐高温uv密封胶。
49.对比例1.与实施例3不同是未添加界面偶联剂复配纳米云母协调剂。
50.对比例2.与实施例3不同是界面偶联剂复配纳米云母协调剂的制备中采用纳米云母粉直接代替。
51.对比例3.与实施例3不同是界面偶联剂复配纳米云母协调剂的制备中纳米云母未经过s02步骤处理。
52.对比例4.与实施例3不同界面偶联剂复配纳米云母协调剂的制备中未采用复调均效液处理。
53.对比例5.与实施例3不同是界面偶联剂复配纳米云母协调剂的制备中未采用预煅烧处理。
54.对比例6.与实施例3不同是界面偶联剂复配纳米云母协调剂的制备中将界面偶联协调剂、复调均效液直接混合，然后将s02处理的纳米云母直接加入混合液中，采用第一搅拌调理处理，未采用第二搅拌调理处理。
55.对比例7.与实施例3不同是未加入改性空心玻璃微珠。
56.对比例8.
与实施例3不同是改性空心玻璃微珠采用空心玻璃微珠代替。
57.对比例9.与实施例3不同是改性空心玻璃微珠的制备中将空心玻璃微珠采用玻璃纤维代替。
58.对比例10.与实施例3不同是空心玻璃微珠的改性中未添加含羧酸的二元醇处理。
59.拉伸强度的测试方法：参考gb/t7124-2008；断裂伸长率的测试方法参考gb-t1040-1992；此外，将测试产品置于65℃下放置12h，再测试其高温下的性能效果；实施例1-3及对比例1-10在性能测量结果如下
60.从实施例1-3及对比例1-10中得出，本发明实施例3的产品，具有优异的拉伸强度、
断裂伸长率，同时在高温下，产品的性能依旧稳定性显著；从对比例1-2及实施例3中可看出，未添加界面偶联剂复配纳米云母协调剂，产品的性能在高温下显著变差；同时采用纳米云母粉直接代替，产品的性能改进甚微，产品的性能改进不能采用纳米云母直接代替使用；从对比例3-6及实施例3中可看出，界面偶联剂复配纳米云母协调剂的制备中纳米云母未经过s02步骤处理、未采用预煅烧处理以及将界面偶联协调剂、复调均效液直接混合采用将界面偶联协调剂、复调均效液直接混合以及未采用复调均效液处理，产品的高温稳定性性能均有变差趋势，同时复调均效液在上述因素中改变趋势最大；只有采用本发明的方法制备的界面偶联剂复配纳米云母协调剂对产品在高温下，力学性能最优异；从对比例7-10中可看出，未加入改性空心玻璃微珠，产品的性能变差趋势明显，同时采用空心玻璃微珠代替性能变优不明显，以及空心玻璃微珠采用玻璃纤维代替，产品的性能不如本发明使用的空心玻璃微珠，同时改性空心玻璃微珠制备中未加入含羧酸的二元醇处理，产品的性能均有变差趋势，采用改性空心玻璃微珠选用的原料具有专有性以及工艺方法只有采用本发明的工艺制备的产品性能效果最好；此外，从对比例7、对比例1及实施例3中看出，未加入改性空心玻璃微珠、界面偶联剂复配纳米云母协调剂中的一种，产品的耐高温性能、力学性能协调性效果均有显著变差效果；只有改性空心玻璃微珠、界面偶联剂复配纳米云母协调剂二者协配使用，产品的性能效果最为显著。
61.从上述测试中看出，复调均效液对产品的性能影响较为明显，本发明通过复调均效液对产品性能进一步的探究。
62.实施例3的复调均效液包括以下重量份原料：3份质量分数12%的壳聚糖水溶液、2份氧化镧、12份去离子水、1.5份三乙醇胺硼酸酯、7份碳化硅晶须。
63.实验例1.与实施例3相同，唯有不同是复调均效液中未加入壳聚糖水溶液。
64.实验例2.与实施例3相同，唯有不同是复调均效液中未加入氧化镧。
65.实验例3.与实施例3相同，唯有不同是复调均效液中未加入三乙醇胺硼酸酯。
66.实验例4.与实施例3相同，唯有不同是碳化硅晶须采用硼酸铝晶须代替。
[0067][0068]
从实验例1-4可看出，复调均效液的制备中碳化硅晶须采用硼酸铝晶须代替，与其他因素相比，产品的高温稳定性、力学性能变差最为明显，其次是未加入壳聚糖水溶液，三乙醇胺硼酸酯、氧化镧作为配合剂能够与碳化硅晶须、壳聚糖水溶液协调，共同优化改进产品的性能，同时碳化硅晶须的选用具有专有性，采用其他晶须代替效果均不如碳化硅晶须的使用效果好，只有采用本发明的原料组成的复调均效液性能最为显著，采用其他方法组合均不如本发明的组合效果好。
[0069]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0070]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。