CN103113819A - 一种聚氨酯密封胶用底涂剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚氨酯密封胶用底涂剂，特别涉及一种聚氨酯密封胶用具有快速初粘强度的快干底涂剂及其制备方法，属粘胶剂技术领域。通过以下原料制备而成：含有异氰酸酯基的固体树脂50~70份，硅烷化合物5~15份，聚异氰酸酯10~20份，非反应性热塑性树脂5~10份。采用该方法制备的聚氨酯底涂剂，对不同基材均具有较高的初粘强度、固化速度快、粘接牢固,无需等待即可涂布聚氨酯胶粘剂/密封胶，可提高汽车玻璃装配流水线的生产效率。

Description

一种聚氨酯密封胶用底涂剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及聚氨酯密封胶用底涂剂，特别是涉及一种聚氨酯密封胶用具有快速初粘强度的快干底涂剂，属粘胶剂技术领域。

背景技术

聚氨酯密封胶具有优异的粘接强度、力学机械性能、耐久性能、耐酸碱及耐有机溶剂等特点，广泛应用于汽车装配、产品组装、建筑防水等领域，而且，无溶剂型聚氨酯密封胶的产生进一步扩大了该材料的应用领域。然而，聚氨酯密封胶虽然自身具有较高的拉伸强度，但当其应用于粘接具有难渗透表面的基材如玻璃、铝板、钢铁、塑料等时，经常出现密封胶与基材剥离的现象，而非发生密封胶的内部破坏。目前解决该问题较为经济有效的方法是涂覆底涂剂，底涂剂在粘接中所起的主要作用是提高聚氨酯密封胶对基材的附着力。现有技术中，通常采用溶剂稀释的异氰酸酯、硅烷偶联剂为主要组分的底涂剂，例如CN201010609456.X和CN200910087090.1，这些底涂剂由于干燥时间长，固化速度慢，从而使得后续操作工艺等待时间延长，而且由于含有溶剂等给生态环境和人身健康带来危害，不利于环保，在一些实际应用中受到制约和限制。

随着密封胶技术的进一步发展，基于加快资金周转，降低生产成本以及环境保护等方面考虑，如何提高底涂剂的快干性是一个亟待解决的问题。现有技术中有采用快干醇酸树脂与聚氨酯固化剂配伍使用的底涂剂（CN201110064895.1），但该技术只能应用于木器基材，使用范围窄。为解决上述现有技术中存在的不足，目前急需研制一种具有快速初粘强度的聚氨酯密封胶用快干底涂剂，以提高聚氨酯密封胶与玻璃、铝板、钢铁、塑料等不同基材之间的粘接强度。 

发明内容

针对现有聚氨酯密封胶用底涂剂中含有有机溶剂需要干燥，导致固化速度慢、等待时间长、生产效率低、使用范围窄等问题，本发明目的在于提供一种可快速固化且具有较高初粘强度的底涂剂，以有效提高生产效率，增强与不同基材的附着力，缩短固化时间；本发明的另一目的是提供一种工艺简单、易于操作、实用性强，便于推广使用的聚氨酯密封胶用初粘强度高的固体底涂剂的制备方法。

为实现本发明目的，本发明通过下述技术方案实现：

该聚氨酯底涂剂由以下质量份的原料制备而成：

含有异氰酸酯基的固体树脂            50~70份

硅烷化合物                           5~15份

聚异氰酸酯                          10~20份

非反应性热塑性树脂                   5~10份   

其中，所述含有异氰酸酯的固体树脂中异氰酸酯基的质量百分含量为2~5%，所述含有异氰酸酯的固体树脂为含有一种或一种以上多异氰酸酯化合物与一种或一种以上多羟基化合物反应生成的聚合产物，其中所述多羟基化合物与所述多异氰酸酯化合物的摩尔比为1：2.1~2.3；所述多异氰酸酯化合物为官能度为2-3的异氰酸酯化合物，优选二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）；所述多羟基化合物为室温下为固体的多羟基化合物，优选玻璃化转变温度高于室温的分子量为6000~25000且平均羟基官能度1.5~2.5的丙烯酸酯聚合物，或分子量为2000~6500和官能度为2的己二酸系的结晶聚酯多元醇如Dynacoll 7360、7380、7381等或无定形聚酯多元醇如Dynacoll 7130、7140、7150等。

所述聚异氰酸酯为多异氰酸酯的低聚物，优选IPDI三聚体，MDI三聚体，HDI三聚体，TDI三聚体。

所述硅烷化合物为异氰酸酯基硅烷silquest A-link35、巯基硅烷Silquest A-189、氨基硅烷Silquest A-1170等附着力促进剂。

所述非反应性热塑性树脂为非反应性丙烯酸酯树脂，优选分子量为6000~25000的不含有羟基的以甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯为主体的丙烯酸共聚树脂，如ELVACITE 2013、2014等。    

本发明所述的聚氨酯密封胶用初粘强度高的快干底涂剂的制备方法，包括以下步骤：

①    称取50~70质量份的多羟基化合物和非反应性热塑性树脂5~10份，调节温度至110℃~130℃使其熔融，熔融物在低于10mba条件下干燥待用；

②    在保护气体（干燥的氮气或二氧化碳）作用下在步骤①得到的产物中加入多异氰酸酯并使之均化熔融，在110~130℃下反应，直至异氰酸酯质量百分含量为2~5%待用；

③    向步骤②得到的熔融产物中加入5~15份的硅烷化合物，混合均匀；

④    向步骤③得到的产物中在熔融状态下加入10~20份的聚异氰酸酯，混合均匀后得到聚氨酯用初粘强度高的固体快干底涂剂；

所述多羟基化合物与所述多异氰酸酯化合物的摩尔比为1：2.1~2.3。

使用时根据操作需要可进一步在步骤④得到的产物中加入有机溶剂调至固含量为30~50%的混合物，得到含有机溶剂的聚氨酯密封胶用初粘强度高的快干底涂剂。所述可选择有机溶剂为丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯等溶剂，根据使用和操作需要添加，也可不添加。

本发明所用的主要原料常温下为固体，制备的快干型底涂剂室温下也是固体，可通过加热使其变成液体进行涂布，熔融涂布冷却后快速变为固体，从而具有快速的初粘强度，然后通过与空气中的湿气反应及和随即涂敷的聚氨酯密封胶反应，形成网状交联结构。从而大幅度减少等待时间、提高生产效率。此外，根据操作和施工需要也可在该底涂剂中加入可挥发有机溶剂，对其固化速度影响不大。原料中的硅烷化合物为附着力促进剂，能够很好的改进聚氨酯胶粘剂/密封胶与不同基材的结合力，因此最终产品具有固化速度快、与不同基材结合力好等优点。

采用该方法制备的聚氨酯底涂剂，对不同基材均具有较高的初粘强度、固化速度快、粘接牢固,无需等待即可涂布聚氨酯胶粘剂/密封胶，可提高汽车玻璃装配流水线的生产效率。

具体实施方式

实施例

称取50~70质量份的多羟基化合物和非反应性热塑性树脂5~10份，调节温度至130℃使其熔融，熔融物在低于10mba条件下干燥45min；在保护气体（干燥的氮气或二氧化碳）存在下加入一定量的多异氰酸酯并使之均匀熔融，在110~130℃下反应30~45min，直至异氰酸酯含量为2~5%；然后加入5~15质量份的硅烷化合物，混合均匀，最后加入10~20质量份的聚异氰酸酯，混合均匀后反应15~25分钟得到聚氨酯密封胶用初粘强度高的快干固体底涂剂。

所述多羟基化合物与所述多异氰酸酯化合物的摩尔比为1：2.1~2.3；按照上述底涂剂制造工艺流程，得到以下1-5实施例，如表1，以下实施例可进一步说明本发明，但并非限制本发明。

表1

将实施例1、2、3、4、5以及对比实施例6进行表干时间和固化后剪切强度的测定，其中表干时间按照GB/T 13477.5标准测定，剪切强度按GB 7124-86标准测定。从表1中的测定结果可以看出，本发明得到的底涂剂所产生的剪切强度较高，全部为内聚破坏，表干时间大大缩短，同样条件下粘接牢固，固化速度快，有利于进一步推广使用。

Claims (5)

1.一种聚氨酯密封胶用底涂剂，其特征在于，由以下质量份的原料制备而成：

含有异氰酸酯基的固体树脂            50~70份

硅烷化合物                           5~15份

聚异氰酸酯                          10~20份

非反应性热塑性树脂                   5~10份    

其中，所述含有异氰酸酯的固体树脂中异氰酸酯基的质量百分含量为2~5%；所述含有异氰酸酯的固体树脂为含有一种或一种以上官能度为2-3多异氰酸酯与一种或一种以上多羟基化合物反应生成的聚合产物；其中，所述多羟基化合物与所述多异氰酸酯化合物的摩尔比为1：2.1~2.3；所述多羟基化合物为玻璃化转变温度高于室温的丙烯酸聚合物或熔点高于室温的结晶丙烯酸聚合物或结晶聚酯；

所述聚异氰酸酯为IPDI三聚体，MDI三聚体，HDI三聚体，TDI三聚体；

所述硅烷化合物为异氰酸酯基硅烷、巯基硅烷或氨基硅烷；

所述非反应性热塑性树脂为分子量为6000~25000的不含有羟基的以甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯为主体的丙烯酸共聚树脂；    

并通过以下步骤制备：

称取50~70质量份的多羟基化合物和非反应性热塑性树脂5~10份，调节温度至110℃~130℃使其熔融，熔融物在低于10mba条件下干燥待用；

在干燥的氮气或二氧化碳保护气体作用下在步骤①得到的产物中加入多异氰酸酯并使之均化熔融，在110~130℃下反应，直至异氰酸酯质量百分含量为2~5%待用；

向步骤②得到的熔融产物中加入5~15份的硅烷化合物，混合均匀；

向步骤③得到的产物中在熔融状态下加入10~20份的聚异氰酸酯，混合

均匀。

2.如权利要求1所述的聚氨酯密封胶用底涂剂，其特征在于，所述多异氰酸酯化合物优选二苯基甲烷二异氰酸酯。

3.如权利要求1所述的聚氨酯密封胶用底涂剂，其特征在于，所述多羟基化合物优选玻璃化转变温度高于室温的分子量为6000~25000且平均羟基官能度1.5~2.5的丙烯酸酯聚合物，或分子量为2000~6500和官能度为2的己二酸系的结晶聚酯多元醇。

4.制备如权利要求1所述的聚氨酯密封胶用底涂剂的方法，其特征在于，通过以下步骤制备：

（1）称取50~70质量份的多羟基化合物和非反应性热塑性树脂5~10份，调节温度至110℃~130℃使其熔融，熔融物在低于10mba条件下干燥待用；

在干燥的氮气或二氧化碳保护气体作用下在步骤①得到的产物中加入多异氰酸酯并使之均化熔融，在110~130℃下反应，直至异氰酸酯质量百分含量为2~5%待用；

向步骤②得到的熔融产物中加入5~15份的硅烷化合物，混合均匀；

向步骤③得到的产物中在熔融状态下加入10~20份的聚异氰酸酯，混合均匀。

5.如权利要求4所述的制备聚氨酯密封胶用底涂剂的方法，其特征在于，根据需要进一步在步骤④得到的产物中加入有机溶剂调至固含量为30~50%的混合物，得到含有机溶剂的聚氨酯密封胶用底涂剂；所述有机溶剂为丙酮、丁酮、乙酸乙酯或乙酸丁酯。