《硅橡胶表面处理剂的应用.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《硅橡胶表面处理剂的应用.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103159412 A (43)申请公布日 2013.06.19 CN 103159412 A *CN103159412A* (21)申请号 201110412958.8 (22)申请日 2011.12.12 C03C 25/32(2006.01) (71)申请人 中国科学院化学研究所 地址 100190 北京市海淀区中关村北一街 2 号 (72)发明人 戴丽娜 屈丽 张志杰 张学忠 谢择民 (74)专利代理机构 上海智信专利代理有限公司 31002 代理人 李柏 (54) 发明名称 硅橡胶表面处理剂的应用 (57) 摘要 本发明属于无机矿物棉环保表面处理剂的应 用领。
2、域， 特别涉及室温硫化硅橡胶作为矿物棉环 保化表面处理剂的应用。本发明首次采用溶剂型 室温硫化硅橡胶作为硅橡胶表面处理剂， 并将该 种硅橡胶表面处理剂作为粘结矿物棉中的纤维的 粘结剂使用， 制备得到环保化处理的矿物棉材料。 本发明应用该种硅橡胶表面处理剂所获得的环保 化矿物棉材料， 提高了产品的憎水性， 在不降低矿 物棉产品隔热性能的前提下， 减小接触人体的表 面皮肤刺激性， 大大降低了纤维飞屑程度， 解决了 矿物棉材料对施工者的伤害问题。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 (10。
3、)申请公布号 CN 103159412 A CN 103159412 A *CN103159412A* 1/2 页 2 1. 一种硅橡胶表面处理剂的应用， 其特征是 ： 所述的硅橡胶表面处理剂作为粘结矿物 棉中的纤维的粘结剂使用， 制备得到环保化处理的矿物棉材料。 2. 根据权利要求 1 所述的硅橡胶表面处理剂的应用， 其特征是 ： 所述的作为粘结矿物 棉中的纤维的粘结剂使用， 是将矿物棉浸渍在硅橡胶表面处理剂中1分钟-12小时， 或者将 硅橡胶表面处理剂喷涂到矿物棉上 ； 然后进行干燥。 3. 根据权利要求 2 所述的硅橡胶表面处理剂的应用， 其特征是 ： 所述的干燥是在常温 常压下进行干燥。
4、 1-24 小时， 或在 30-150下真空干燥 0.5-12 小时。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述的硅橡胶表面处理剂的应用， 其特征是 ： 所述的硅橡胶表 面处理剂是由以下方法制备得到的 ： 将占所述的硅橡胶表面处理剂的总量 0.5-50wt的 缩合型硅橡胶、 0.025-5wt的用于缩合型硅橡胶的交联剂、 0.002-5wt的用于缩合型硅 橡胶的催化剂溶解在余量的有机溶剂中进行交联反应， 得到所述的硅橡胶表面处理剂 ； 或 将占所述的硅橡胶表面处理剂的总量 0.5-50wt的加成型硅橡胶、 用于加成型硅橡 胶的含氢硅油交联剂、 用于加成型硅橡胶的铂系催化剂溶解在余量的有机溶剂中进行。
5、交 联反应， 得到所述的硅橡胶表面处理剂 ； 其中所述的硅橡胶表面处理剂中的所述的含氢 硅油中的硅氢基团与加成型硅橡胶中的硅乙烯基团的摩尔比为 1.6-1， 以铂含量计， 含有 5-200ppm 的用于加成型硅橡胶的铂系催化剂。 5. 根据权利要求 4 所述的硅橡胶表面处理剂的应用， 其特征是 ： 所述的缩合型的硅橡 胶在室温时的粘度范围是 1000cp-50000cp， 其结构式为 ： YO(R1R2SiO)nY ； 其中 R1、 R2独立地 选自 C1-C6的直链或支链烷基、 苯基中的一种， n 是 20 至 1000 的整数， Y 为或甲基 ； 所述的加成型的硅橡胶的结构式为 ： ViM。
6、e2SiO(R3R4SiO)mSiMe2Vi ； 其中 Vi 为乙烯基， Me 为甲基， R3、 R4独立地选自甲基、 乙烯基、 苯基或三氟丙基中的一种， m 是 5 至 1000 的整数。 6. 根据权利要求 4 所述的硅橡胶表面处理剂的应用， 其特征是 ： 所述的用于缩合型硅 橡胶的交联剂选自脱醇型交联剂、 脱羟胺型交联剂、 脱氨型交联剂、 脱氢型交联剂、 脱丙酮 型交联剂、 脱醋酸型交联剂、 脱酰胺型交联剂、 脱酮肟型交联剂中的一种 ； 所述的含氢硅油在室温时的粘度范围是 20cp-500cp， 其结构式为 RMe2SiO(Me2SiO) a(MeHSiO)bSiMeR ； 其中， R 。
7、为甲基或氢， Me 为甲基， a 为 0 到 50 的整数， b 为 10 到 200 的整 数。 7. 根据权利要求 6 所述的硅橡胶表面处理剂的应用， 其特征是 ： 所述的脱醇型交联剂 为四烷氧基硅烷、 甲基三烷氧基硅烷或它们的混合物 ； 所述的脱羟胺型交联剂为甲基三羟胺基硅烷、 乙基三羟胺基硅烷或它们的混合物 ； 所述的脱氨型交联剂为甲基戊烷氨基硅烷、 硅氮烷聚合物或它们的混合物 ； 所述的脱氢型交联剂为低粘度含氢硅油， 其在室温时的粘度范围是 20cp-500cp， 其结 构式为 RMe2SiO(Me2SiO)a(MeHSiO)bSiMeR ； 其中， R 为甲基或氢， Me 为甲基，。
8、 a 为 0 到 50 的整 数， b 为 10 到 200 的整数 ； 所述的脱丙酮型交联剂为甲基三异丙烯氧基硅烷、 乙烯基三异丙烯氧基基硅烷或它们 的混合物 ； 所述的脱醋酸型交联剂为甲基三醋酸基硅烷、 乙基三醋酸基硅烷或它们的混合物 ； 所述的脱酰胺型交联剂为甲基三 ( 甲基乙酰氧基 ) 硅烷、 乙烯基三 ( 甲基乙酰氧基 ) 硅烷或它们的混合物 ； 权 利 要 求 书 CN 103159412 A 2 2/2 页 3 所述的脱酮肟型交联剂为甲基三 ( 甲基乙基酮肟基 ) 硅烷、 乙烯基三 ( 甲基乙基酮肟 基 ) 硅烷或它们的混合物。 8. 根据权利要求 4 所述的硅橡胶表面处理剂的应。
9、用， 其特征是 ： 所述的用于缩合型硅 橡胶的催化剂是有机锡、 有机钛、 胺、 铂系催化剂 ； 所述的铂系催化剂是四氢呋喃或甲基乙烯基硅氧烷配位的氯铂酸。 9. 根据权利要求 8 所述的硅橡胶表面处理剂的应用， 其特征是 ： 所述的有机锡为二丁 基二月桂酸锡、 辛酸亚锡、 醋酸锡或它们的混合物 ； 所述的有机钛为钛酸四丁酯、 钛酸二异丙酯二乙酰乙酸丙酮、 钛酸二异丙酯二乙酰乙 酸乙酯或它们的混合物 ； 所述的胺为苯胺。 10. 根据权利要求 4 所述的硅橡胶表面处理剂的应用， 其特征是 ： 所述的有机溶剂选 自乙醇、 异丙醇、 苯、 甲苯、 二甲苯、 石油醚、 正己烷、 环己烷、 正庚烷、 四。
10、氢呋喃中的一种或几 种。 权 利 要 求 书 CN 103159412 A 3 1/5 页 4 硅橡胶表面处理剂的应用 技术领域 0001 本发明属于无机矿物棉 ( 如岩棉、 玻璃棉、 矿渣棉等 ) 环保表面处理剂的应用领 域， 特别涉及室温硫化硅橡胶作为矿物棉环保化表面处理剂的应用。 背景技术 0002 矿物棉， 是由矿物原料制成的蓬松状短细纤维， 它的内部存在大量微小孔隙， 具有 良好的隔热和吸声特性， 广泛用于建筑、 船舶、 交通领域的绝热保温和吸音降噪。根据特定 的用途， 矿物棉需被加工成不同规格的产品， 在施工过程中， 由于纤维易脱落或飞扬， 可能 会对部分接触工人的皮肤、 眼以及上。
11、呼吸道产生针刺样刺激作用， 另外长期职业接触矿物 棉还可能会使工人肺功能改变和呼吸系统症状增加 【人造矿物纤维绝热棉对人体健康效应 的研究进展， 中华劳动卫生职业病杂志， 2011， 29(7) ： 553-556】 。这个问题是否解决成为制 约相关领域制造生产效率、 保障施工人员健康的严重制约因素。因此需要开展矿物棉环保 化表面处理研究。 0003 一般采用具有人体生理惰性的有机硅材料来改性矿物棉， 2004 年的中国专利 ZL01118196.6 将无机纳米水滑石 - 有机烷氧基硅烷杂化有机聚乙烯吡咯烷酮高分子制备 的矿棉装饰吸音板表面防护剂具有高效的表面防潮性、 防污染性和耐湿擦性能， 。
12、但并没有 提及树脂涂层的力学性能、 纤维飞屑程度及对人体的刺激性。 发明内容 0004 本发明的目的是为了解决矿物棉材料的施工伤害问题， 采用生理惰性、 无毒无味 无刺激的室温硫化硅橡胶作为矿物棉环保处理剂， 使这种硅橡胶表面处理剂能与构成矿物 棉材料的纤维的表面形成粘结性好的涂层， 抑制在加工时其中细小纤维的脱出对人体的刺 激性和肺部吸入伤害， 在不降低隔热性能的前提下， 最大程度降低对施工人员的伤害。 0005 本发明的硅橡胶表面处理剂能够作为粘结矿物棉 ( 包括岩棉、 玻璃棉、 矿渣棉等 ) 中的纤维的粘结剂使用， 可制备得到环保化处理的矿物棉材料。 0006 所述的作为粘结矿物棉中的纤。
13、维的粘结剂使用， 是将矿物棉浸渍在硅橡胶表面处 理剂中 1 分钟 -12 小时， 或者将硅橡胶表面处理剂喷涂到矿物棉上 ； 然后进行干燥。 0007 所述的干燥是在常温常压下进行干燥 1-24 小时， 或在 30-150下真空干燥 0.5-12 小时。 0008 所述的硅橡胶表面处理剂， 包含有两种溶剂型室温硫化硅橡胶， 其是由以下 方法制备得到的 ： 将占所述的硅橡胶表面处理剂的总量 0.5-50wt的缩合型硅橡胶、 0.025-5wt的用于缩合型硅橡胶的交联剂、 0.002-5wt的用于缩合型硅橡胶的催化剂溶 解在余量的有机溶剂中进行交联反应， 得到所述的硅橡胶表面处理剂 ； 或 0009。
14、 将占所述的硅橡胶表面处理剂的总量 0.5-50wt的加成型硅橡胶、 用于加成型硅 橡胶的低粘度含氢硅油交联剂、 用于加成型硅橡胶的铂系催化剂溶解在余量的有机溶剂中 进行交联反应， 得到所述的硅橡胶表面处理剂 ； 其中所述的硅橡胶表面处理剂中的所述的 说 明 书 CN 103159412 A 4 2/5 页 5 低粘度含氢硅油中的硅氢基团与加成型硅橡胶中的硅乙烯基团的摩尔比为 1.6-1， 以铂含 量计， 含有 5-200ppm 的用于加成型硅橡胶的铂系催化剂。 0010 所述的缩合型的硅橡胶在室温时粘度范围是 1000cp-50000cp， 其结构式为 ： YO(R1R2SiO)nY ； 其。
15、中 R1、 R2独立地选自 C1-C6的直链或支链烷基、 苯基中的一种， n 是 20 至 1000 的整数， Y 为 H 或甲基， 也称为羟基或甲氧基封端的聚二有机基硅氧烷。 0011 所述的加成型的硅橡胶的结构式为 ： ViMe2SiO(R3R4SiO)mSiMe2Vi ； 其中 Vi 为乙烯 基， Me 为甲基， R3、 R4独立地选自甲基、 乙烯基、 苯基或三氟丙基中的一种， m 是 5 至 1000 的 整数， 也称为乙烯基封端的聚二有机基硅氧烷。 0012 所述的用于缩合型硅橡胶的交联剂选自脱醇型交联剂、 脱羟胺型交联剂、 脱氨型 交联剂、 脱氢型交联剂、 脱丙酮型交联剂、 脱醋酸。
16、型交联剂、 脱酰胺型交联剂、 脱酮肟型交联 剂中的一种。 0013 所述的脱醇型交联剂为四烷氧基硅烷、 甲基三烷氧基硅烷或它们的混合物。 0014 所述的脱羟胺型交联剂为甲基三羟胺基硅烷、 乙基三羟胺基硅烷或它们的混合 物。 0015 所述的脱氨型交联剂为甲基戊烷氨基硅烷、 硅氮烷聚合物或它们的混合物。 0016 所述的脱氢型交联剂为 ： 低粘度含氢硅油 ( 在室温时的粘度范围是 20cp-500cp， 结构式为 RMe2SiO(Me2SiO)a(MeHSiO)bSiMeR ； 其中， R 为甲基或氢， Me 为甲基， a 为 0 到 50 的 整数， b 为 10 到 200 的整数。 00。
17、17 所述的脱丙酮型交联剂为甲基三异丙烯氧基硅烷、 乙烯基三异丙烯氧基基硅烷或 它们的混合物。 0018 所述的脱醋酸型交联剂为甲基三醋酸基硅烷、 乙基三醋酸基硅烷或它们的混合 物。 0019 所述的脱酰胺型交联剂为甲基三 ( 甲基乙酰氧基 ) 硅烷、 乙烯基三 ( 甲基乙酰氧 基 ) 硅烷或它们的混合物。 0020 所述的脱酮肟型交联剂为甲基三 ( 甲基乙基酮肟基 ) 硅烷、 乙烯基三 ( 甲基乙基 酮肟基 ) 硅烷或它们的混合物。 0021 所述的用于加成型硅橡胶的交联剂为低粘度含氢硅油 ( 在室温时的粘度范围是 20cp-500cp)， 其结构式为 RMe2SiO(Me2SiO)a(Me。
18、HSiO)bSiMeR ； 其中， R 为甲基或氢， Me 为甲 基， a 为 0 到 50 的整数， b 为 10 到 200 的整数。 0022 所述的用于缩合型硅橡胶的催化剂主要是有机锡、 有机钛、 胺、 铂系催化剂。 0023 所述的有机锡为二丁基二月桂酸锡、 辛酸亚锡、 醋酸锡等或它们的混合物。 0024 所述的有机钛为钛酸四丁酯、 钛酸二异丙酯二乙酰乙酸丙酮、 钛酸二异丙酯二乙 酰乙酸乙酯等或它们的混合物。 0025 所述的胺为苯胺。 0026 所述的铂系催化剂是四氢呋喃或甲基乙烯基硅氧烷等配位的氯铂酸。 0027 所述的用于加成型硅橡胶的铂系催化剂是四氢呋喃或甲基乙烯基硅氧烷等配。
19、位 的氯铂酸。 0028 所述的有机溶剂选自乙醇、 异丙醇、 苯、 甲苯、 二甲苯、 石油醚、 正己烷、 环己烷、 正 庚烷、 四氢呋喃中的一种或它们的混合物。 说 明 书 CN 103159412 A 5 3/5 页 6 0029 本发明首次采用溶剂型室温硫化硅橡胶作为硅橡胶表面处理剂， 并将该种硅橡胶 表面处理剂作为粘结矿物棉中的纤维的粘结剂使用， 制备得到环保化处理的矿物棉材料。 本发明应用该种硅橡胶表面处理剂所获得的环保化矿物棉材料， 提高了产品的憎水性， 在 不降低矿物棉产品隔热性能的前提下， 减小接触人体的表面皮肤刺激性， 大大降低了纤维 飞屑程度， 解决了矿物棉材料对施工者的伤害。
20、问题。 具体实施方式 0030 下述实施例中的试剂和材料， 如无特殊说明， 均可从商业途径获得。 各种黏度规格 的硅油， 购自江西星火有机硅厂。 0031 实施例 1 0032 将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 桂酸锡 0.2g 溶解在 89.5g 正己烷中进行交联反应， 得到硅橡胶表面处理剂。 0033 将岩棉浸渍在上述制备得到的硅橡胶表面处理剂中 1 小时， 取出并在常温常压下 干燥 12 小时， 制成环保化处理的岩棉材料。进行导热、 憎水、 人体刺激等性能测试。 0034 实施例 2 0035 将羟基封端的聚二甲基二苯基硅氧烷 。
21、(10000cp)40g， 甲基三羟胺基硅烷 2g 和醋 酸锡 1.2g 溶解在 56.8g 石油醚中进行交联反应， 得到硅橡胶表面处理剂。 0036 将玻璃棉浸渍在上述制备得到的硅橡胶表面处理剂中 5 小时， 取出并在温度为 40真空烘箱中干燥 3 小时， 制成环保化处理的玻璃棉材料。进行导热、 憎水、 人体刺激等 性能测试。 0037 实施例 3 0038 将羟基封端的聚二甲基硅氧烷 (6000cp)30g， 低粘度含氢硅油 (100cp)0.2g 和四 氢呋喃配位的铂催化剂0.02g溶解在69.78g无水乙醇中进行交联反应， 得到硅橡胶表面处 理剂。 0039 将岩棉浸渍在上述制备得到的。
22、硅橡胶表面处理剂中 2 小时， 取出并在温度为 80 真空烘箱中干燥 4 小时， 制成环保化处理的岩棉材料。进行导热、 憎水、 人体刺激等性能测 试。 0040 实施例 4 0041 将羟基封端的聚二甲基硅氧烷 (3000cp)20g， 甲基三异丙烯氧基硅烷 1g 和二丁基 二月桂酸锡 0.2g、 辛酸亚锡 0.1g 溶解在 78.7g 正己烷中进行交联反应， 得到硅橡胶表面处 理剂。 0042 将岩棉浸渍在上述制备得到的硅橡胶表面处理剂中 5 分钟， 取出并在温度为 60 真空烘箱中干燥 0.5 小时， 制成环保化处理的岩棉材料。进行导热、 憎水、 人体刺激等性能 测试。 0043 实施例 。
23、5 0044 将甲氧基封端的聚二甲基硅氧烷 (4000cp)5g， 甲基三醋酸基硅烷 0.15g， 乙基三 醋酸基硅烷 0.2g 和醋酸锡 0.05g 溶解在 94.6g 无水乙醇与正己烷的混合溶剂 ( 重量比 1 1) 中进行交联反应， 得到硅橡胶表面处理剂。 0045 将岩棉浸渍在上述制备得到的硅橡胶表面处理剂中 1 小时， 取出并在温度为 90 说 明 书 CN 103159412 A 6 4/5 页 7 真空烘箱中干燥 6 小时， 制成环保化处理的岩棉材料。进行导热、 憎水、 人体刺激等性能测 试。 0046 实施例 6 0047 将羟基封端的聚甲基乙基硅氧烷 (32000cp)2g，。
24、 甲基三 ( 甲基乙酰氧基 ) 硅烷 0.06g 和钛酸四丁酯 0.02g 溶解在 97.92g 甲苯中进行交联反应， 得到硅橡胶表面处理剂。 0048 将岩棉浸渍在上述制备得到的硅橡胶表面处理剂中 30 分钟， 取出并在温度为 130真空烘箱中干燥 2 小时， 制成环保化处理的岩棉材料。进行导热、 憎水、 人体刺激等性 能测试。 0049 实施例 7 0050 将羟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和钛酸二异丙酯二乙酰乙酸丙酮0.1g溶解在89.4g环己烷中进行交联反应， 得到硅橡 胶表面处理剂。 0051 将岩棉浸渍在上述制备得。
25、到的硅橡胶表面处理剂中 10 小时， 取出并在温度为 70真空烘箱中干燥 10 小时， 制成环保化处理的岩棉材料。进行导热、 憎水、 人体刺激等性 能测试。 0052 实施例 8 0053 将乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷 (4000cp)45g， 低粘度含氢硅油 (300cp)0.31g 和 甲基乙烯基硅氧烷配位的铂催化剂 0.006g， 溶解在 54.684g 无水乙醇中进行交联反应， 得 到硅橡胶表面处理剂。 0054 将上述制备得到的硅橡胶表面处理剂喷涂到岩棉上， 然后在温度为 80真空烘箱 中干燥 4 小时， 制成环保化处理的岩棉材料。进行导热、 憎水、 人体刺激等性能测试。 0055 。
26、对比例 1 0056 没有经过环保化处理的岩棉。 0057 对比例 2 0058 没有经过环保化处理的玻璃棉。 0059 上述实施例中的导热性能测试用PE公司的TC Probe热导探针分析仪在20恒温 环境下测试得到的 ； 表征憎水性是用 Data-Physics 公司的 OCA40machine 接触角测试仪表 征的 ； 由于目前没有人体刺激性的职业卫生检测方法及机构， 实验室使用表观检测的方法 进行处理后矿物棉的人体刺激性评价。 0060 上述实施例中测试结果如表 1 所示。 0061 结果表明， 没有经过环保化处理的矿物棉对人体刺激性强， 切割过程中纤维飞屑 严重。 经硅橡胶表面处理剂改性的矿物棉， 减小接触人体的表面皮肤刺激性， 大大降低细小 纤维飞屑程度， 可以有效解决施工伤害问题， 且导热系数不大于原有样品， 接触角大于处理 前的矿物棉产品， 憎水性增加。 0062 表 1. 岩棉环保化表面处理前后的性能 0063 说 明 书 CN 103159412 A 7 5/5 页 8 0064 注 ： + 代表刺激性或飞屑严重， - 代表程度很轻 说 明 书 CN 103159412 A 8 。