CN102504752B - 一种室温湿气固化单组份阻燃型聚氨酯密封胶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种室温湿气固化单组份阻燃型聚氨酯密封胶及其制备方法，包括下述重量比的原料：液态聚醚型聚氨酯预聚体基料30～55、阻燃增塑剂10～30、硅烷偶联剂0.1～1、阻燃粉料15～30、填料10～30、催化剂0.01～0.05和甲基苯磺酰异氰酸酯0.2～3；其中液态聚醚型聚氨酯预聚体基料由下述重量比的原料制成：普通聚醚多元醇32.8～57.64、阻燃聚醚多元醇28.82～54.67、多异氰酸酯12.51～13.53和催化剂0.01。本发明具有良好的物理性能、触变性能及阻燃性能，并便于施工。

Description

一种室温湿气固化单组份阻燃型聚氨酯密封胶

技术领域

 本发明涉及密封胶，是一种室温湿气固化单组份阻燃型聚氨酯密封胶及其制备方法。

背景技术

聚氨酯密封胶由于其具有较好的物理等多种性能，广泛应用于汽车密封、内饰粘接及建筑材料等领域。但是，目前使用的聚氨酯密封胶仍存在较多不足：由碳、氢、氧等元素组成的普通型聚氨酯密封胶易燃，并在燃烧过程中热释放速率大、热值高、火焰传播速度快，不易熄灭；同时，燃烧中产生的大量有害性物质，对人们的生命安全和环境造成较大危害；双组份的阻燃型聚氨酯密封胶虽能达到阻燃效果，但在施工现场需要把两种组份混合后使用，这种密封胶对设备依赖度较高，并对使用时间有较高要求，导致施工复杂；另有报道的硅酮类阻燃密封胶，虽具有一定的阻燃效果，但因其撕裂强度较低，并会对密封胶与基材密封接缝的周边造成一定程度的污染，导致其使用范围受到限制。

发明内容

本发明的目的是，提供一种室温湿气固化单组份阻燃型聚氨酯密封胶及其制备方法，使它具有良好的物理性能、触变性能及阻燃性能，并便于施工。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种室温湿气固化单组份阻燃型聚氨酯密封胶，包括下述重量比的原料：液态聚醚型聚氨酯预聚体基料30～55、阻燃增塑剂10～30、硅烷偶联剂0.1～1、阻燃粉料15～30、填料10～30、催化剂0.01～0.05和甲基苯磺酰异氰酸酯0.2～3；其中液态聚醚型聚氨酯预聚体基料由下述重量比的原料制成：普通聚醚多元醇32.8～57.64、阻燃聚醚多元醇28.82～54.67、多异氰酸酯12.51～13.53和催化剂0.01。

本发明所述阻燃粉料是纳米级氢氧化镁、超细氢氧化铝、三氧化二锑、硼酸锌中的任一种。

本发明所述阻燃增塑剂是三乙基磷酸酯、乙基膦酸二乙酯、甲苯基二苯基磷酸酯中的任一种。

本发明所述的一种室温湿气固化单组份阻燃型聚氨酯密封胶由下述原料组成：液态聚醚型聚氨酯预聚体基料55kg、三乙基磷酸酯10kg、硅烷偶联剂1kg、纳米级氢氧化镁16kg、超细轻质碳酸钙14.95kg、二月桂酸二丁基锡0.05kg和甲基苯磺酰异氰酸酯3kg；液态聚醚型聚氨酯预聚体基料采用下述重量比原料制成：普通聚醚多元醇32.8kg、阻燃聚醚多元醇53.66kg、甲苯二异氰酸酯13.53kg和二月桂酸二丁基锡0.01kg。

本发明所述的一种室温湿气固化单组份阻燃型聚氨酯密封胶的制备方法包括下述步骤：

①制备液态聚醚型聚氨酯预聚体基料：按重量比取普通聚醚多元醇32.8～57.64和阻燃聚醚多元醇28.82～54.67置于容器内，搅拌条件下加热至100～115℃，然后用真空泵在搅拌条件下脱水1～2小时，脱水后使容器内物料温度降至58～62℃，搅拌条件下按重量比加入多异氰酸酯12.51～13.53和催化剂0.01，液面通入干燥氮气流保护，再使物料升温至75℃～85℃，反应4～5小时后降至室温，得到液态聚醚型聚氨酯预聚体基料备用；

②制备室温湿气固化单组份阻燃型聚氨酯密封胶：

（2.1）按重量比取步骤①中得到的液态聚醚型聚氨酯预聚体基料30～55置入反应釜内，然后按重量比称取阻燃增塑剂10～30、硅烷偶联剂0.5～1依次加入反应釜内，在真空条件下搅拌均匀，再用干燥的氮气解除反应釜内的真空，得到混合物备用；

（2.2）按重量比称取阻燃粉料15～30和填料10～30，加入到步骤（2.1）的混合物中，真空条件下搅拌均匀，再按重量比称取催化剂0.01～0.05和助剂0.2～3加入到搅拌均匀的物料中进行分散，分散均匀后的物料呈膏状物，包装密封即为室温湿气固化单组份阻燃型聚氨酯密封胶。

本发明所述的步骤①及步骤（2.2）中所述的催化剂均为二月桂酸二丁基锡、二吗啉二乙基醚或辛酸亚锡中的任一种。

本发明提供的单组份密封胶是在密封胶的骨架结构上做到阻燃的，它在达到较好阻燃的同时，不降低产品的物理性能、触变性能和施工性等各种性能。

本发明提供的密封胶原料中的液态聚醚型聚氨酯预聚体，在室温湿气作用下能交联固化形成弹性体，对各种基材表面具有良好的粘接力，是密封胶的骨架。由于密封胶预聚体中含有阻燃聚醚，即密封胶的骨架结构为阻燃型的，能更好的使密封胶起到阻燃效果；阻燃增塑剂用于提高产品阻燃性并能调节密封胶固化后的产品硬度；偶联剂用于在填料与聚氨酯之间起到结合作用，有利于填料的分散及密封胶产品的各项力学性能指标的提高；阻燃粉料具有提高产品阻燃性并能起到补强作用；其他填料具有改善密封胶物理性能的作用；催化剂用于调节密封胶施工后的表面干燥时间和固化速度；助剂中的甲基苯磺酰异氰酸酯是一种吸水剂用于吸收密封胶体系中的微量水分，延长密封胶的储存期；活性氧化钙用于吸收密封胶产品在固化过程中产生的微量CO₂，减少固化后的密封胶内部气泡的产生。

本发明所述各种原料组合后制成的密封胶解决了现有技术存在的多种不足，施工简单易行，施工时只需用专用挤胶枪涂覆于需密封或粘接的表面，不需任何后处理，省时省力；密封胶本身靠吸收空气中的水份固化；粘接性能好，能够适用于各种基材，对表面光滑度无要求，对于各种粗糙不平的表面及各种基材表面均有良好的粘接性，粘接后的密封效果好；所用阻燃材料为无卤环保材料，不会对环境和人体造成危害；遇火能阻止火焰继续蔓延或使其自熄，防止灾害的继续发生，且不放出有害气体。

本发明所述的密封胶产品经检测机构检测的性能为：密度1.25～1.35g/mL，表干时间1～2小时，剪切强度2.0～4.5Mpa，拉伸强度5.73～9.15Mpa，断裂伸长率300～600%，―20℃低温柔性2小时无裂纹，氧指数≥28（该指数属于阻燃范围）。本发明所述的密封胶产品通过了汽车内饰燃烧性能FMVSS302标准的测试。

具体实施方式

本发明所述的一种室温湿气固化单组份阻燃型聚氨酯密封胶，包括下述重量比的原料：液态聚醚型聚氨酯预聚体基料30～55、阻燃增塑剂10～30、硅烷偶联剂0.1～1、阻燃粉料15～30、填料10～30、催化剂0.01～0.05和甲基苯磺酰异氰酸酯0.2～3；其中液态聚醚型聚氨酯预聚体基料由下述重量比的原料制成：普通聚醚多元醇32.8～57.64、阻燃聚醚多元醇28.82～54.67、多异氰酸酯12.51～13.53和催化剂0.01。

本发明所述阻燃粉料是纳米级氢氧化镁、超细氢氧化铝、三氧化二锑、硼酸锌中的任一种。

本发明所述阻燃增塑剂是三乙基磷酸酯、乙基膦酸二乙酯、甲苯基二苯基磷酸酯中的任一种。

本发明所述的密封胶原料中的催化剂是二月桂酸二丁基锡、二吗啉二乙基醚或辛酸亚锡中的任一种；填料是超细轻质碳酸钙、滑石粉、有机膨润土、纳米碳酸钙或炭黑中的任一种；所述的多异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯中的任一种。所述的普通聚醚是分子量在2000～10000之间的两官能度或三官能度的聚醚多元醇。

本发明所述的室温湿气固化单组份阻燃型聚氨酯密封胶所用原料重量比可以有多种组合：

实施例1

液态聚醚型聚氨酯预聚体基料45kg、三乙基磷酸酯18.4kg、硅烷偶联剂1kg、纳米级氢氧化镁15kg、超细轻质碳酸钙20kg、二月桂酸二丁基锡0.05kg和甲基苯磺酰异氰酸酯1.55kg。

实施例2

液态聚醚型聚氨酯预聚体基料55kg、三乙基磷酸酯10kg、硅烷偶联剂1kg、纳米级氢氧化镁16kg、超细轻质碳酸钙14.95kg、二月桂酸二丁基锡0.05kg和甲基苯磺酰异氰酸酯3kg。

实施例3

液态聚醚型聚氨酯预聚体基料30kg、甲苯基二苯基磷酸酯28kg、硅烷偶联剂0.5kg、纳米级氢氧化镁20kg、有机膨润土21.29kg、二吗啉二乙基醚0.01kg和甲基苯磺酰异氰酸酯0.2kg。

实施例4

液态聚醚型聚氨酯预聚体基料30kg、乙基膦酸二乙酯30kg、硅烷偶联剂1kg、超细氢氧化铝26.4kg、滑石粉10kg、辛酸亚锡0.05kg和甲基苯磺酰异氰酸酯2.55kg。

实施例5

液态聚醚型聚氨酯预聚体基料30kg、甲苯基二苯基磷酸酯10kg、硅烷偶联剂0.6kg、硼酸锌30kg、纳米碳酸钙27.4kg、二月桂酸二丁基锡0.04kg和甲基苯磺酰异氰酸酯1.96kg。

实施例6

液态聚醚型聚氨酯预聚体基料40kg、三乙基磷酸酯19.25kg、硅烷偶联剂0.5kg、三氧化二锑10kg、炭黑30kg、二月桂酸二丁基锡0.05kg和甲基苯磺酰异氰酸酯0.2kg。

本发明上述实施例中所述的液态聚醚型聚氨酯预聚体基料采用下述重量比原料制成：

实施例A、普通聚醚多元醇32.8kg、阻燃聚醚多元醇53.66kg、甲苯二异氰酸酯13.53kg和二月桂酸二丁基锡0.01kg。

实施例B、普通聚醚多元醇57.64kg、阻燃聚醚多元醇29.84kg、二苯基甲烷二异氰酸酯12.51kg和二月桂酸二丁基锡0.01kg。

实施例C、普通聚醚多元醇32.8kg、阻燃聚醚多元醇54.67kg、异佛尔酮二异氰酸酯12.52kg和辛酸亚锡0.01kg。

实施例D、普通聚醚多元醇57.64kg、阻燃聚醚多元醇28.82kg、甲苯二异氰酸酯13.53kg和二月桂酸二丁基锡0.01kg。

实施例E、普通聚醚多元醇45kg、阻燃聚醚多元醇41.99kg、六亚甲基二异氰酸酯13kg和二月桂酸二丁基锡0.01kg。

实施例F、普通聚醚多元醇38.54kg、阻燃聚醚多元醇48kg、甲苯二异氰酸酯13.4kg和辛酸亚锡0.01kg。

本发明所述的实施中的阻燃增塑剂是三乙基磷酸酯、乙基膦酸二乙酯、甲苯基二苯基磷酸酯，也可以是两种以上的任意组合；阻燃粉料是纳米级氢氧化镁、超细氢氧化铝、三氧化二锑及硼酸锌，也可以是两种以上的任意组合；填料是超细轻质碳酸钙、滑石粉、有机膨润土、纳米碳酸钙或炭黑，也可以是两种以上的任意组合；

本发明上述实施例均采用下述方法制备：

①制备液态聚醚型聚氨酯预聚体基料：按重量比称取普通聚醚多元醇32.8～57.64和阻燃聚醚多元醇28.82～54.67置于容器内，搅拌条件下加热至100～115℃，然后用真空泵在搅拌条件下脱水1～2小时，脱水后使容器内物料温度降至58～62℃，搅拌条件下按重量比加入多异氰酸酯12.51～13.53和催化剂0.01，液面通入干燥氮气流保护，再使物料升温至75～85℃，反应4～5小时后再降温至室温，得到液态聚醚型聚氨酯预聚体基料备用；

②制备室温湿气固化单组份阻燃型聚氨酯密封胶：

（2.1）按重量比取步骤①中得到的液态聚醚型聚氨酯预聚体基料30～55，置入反应釜内，然后按重量比称取阻燃增塑剂10～30、硅烷偶联剂0.5～1依次加入反应釜内，在真空条件下搅拌均匀，再用干燥的氮气解除反应釜内的真空，得到混合物备用；

（2.2）按重量比取阻燃粉料15～30和填料10～30加入到步骤（2.1）的混合物中，真空条件下搅拌均匀，再按重量比称取催化剂0.01～0.05和助剂0.2～3加入到搅拌均匀的物料中进行分散，分散均匀后的物料呈膏状物，包装、密封即为室温湿气固化单组份阻燃型聚氨酯密封胶。

Claims (3)

1.一种室温湿气固化单组份阻燃型聚氨酯密封胶，其特征在于：由下述重量比的原料组成：液态聚醚型聚氨酯预聚体基料55、三乙基磷酸酯10、硅烷偶联剂1、纳米级氢氧化镁16、超细轻质碳酸钙14.95、二月桂酸二丁基锡0.05和甲基苯磺酰异氰酸酯3；液态聚醚型聚氨酯预聚体基料采用下述重量比原料制成：普通聚醚多元醇32.8、阻燃聚醚多元醇53.66、甲苯二异氰酸酯13.53和二月桂酸二丁基锡0.01。

2.权利要求1所述的一种室温湿气固化单组份阻燃型聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：

①制备液态聚醚型聚氨酯预聚体基料：按重量比称取普通聚醚多元醇32.8和阻燃聚醚多元醇53.66置于容器内，搅拌条件下加热至100～115℃，然后用真空泵在搅拌条件下脱水1～2小时，脱水后使容器内物料温度降至58～62℃，搅拌条件下按重量比加入甲苯二异氰酸酯13.53和催化剂0.01，液面通入干燥氮气流保护，再使物料升温至75℃～85℃，反应4～5小时后降至室温，得到液态聚醚型聚氨酯预聚体基料备用；

②制备室温湿气固化单组份阻燃型聚氨酯密封胶：

（2.1）按重量比取步骤①中得到的液态聚醚型聚氨酯预聚体基料55置入反应釜内，然后按重量比称取三乙基磷酸酯10、硅烷偶联剂1依次加入反应釜内，在真空条件下搅拌均匀，再用干燥的氮气解除反应釜内的真空，得到混合物备用；

（2.2）按重量比称取纳米级氢氧化镁16和超细轻质碳酸钙14.95，加入到步骤（2.1）的混合物中，真空条件下搅拌均匀，再按重量比取二月桂酸二丁基锡0.05和甲基苯磺酰异氰酸酯3加入到搅拌均匀的物料中进行分散，真空条件下分散均匀后的物料呈膏状物，包装密封即为室温湿气固化单组份阻燃型聚氨酯密封胶。

3.根据权利要求2所述的一种室温湿气固化单组份阻燃型聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于：步骤①及步骤（2.2）中所述的催化剂均为二月桂酸二丁基锡、二吗啉二乙基醚或辛酸亚锡中的任一种。