CN103215005A - 含木质素的聚氨酯密封胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
含木质素的聚氨酯密封胶及其制备方法，它涉及一种密封胶及其制备方法。本发明为了解决现有的聚氨酯密封胶容易受紫外光老化的技术问题。含木质素的聚氨酯密封胶由含木质素的预聚体、催化剂、潜固化剂、增塑剂和填料制成；制备方法：制备含木质素的预聚体；将含木质素的预聚体、催化剂、潜固化剂、增塑剂和填料在80℃的条件下搅拌1小时，即得含木质素的聚氨酯密封胶。在紫外光加速老化1000小时后，含木质素的聚氨酯密封胶断裂伸长保持率可达50％。本发明属于密封胶的制备领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种密封胶及其制备方法。
背景技术
聚氨酯密封胶是以聚氨酯橡胶及聚氨酯预聚体为主要成分的密封胶。聚氨酯密封胶具有良好的拉伸强度，优良的粘接性、弹性、耐磨性、耐油性、耐寒性和耐候性，广泛应用于建筑物、广场、公路作为嵌缝密封材料，以及汽车制造、玻璃安装、电子灌装、潜艇和火箭等的密封。但聚氨酯密封胶也存在一些缺点，如不能长期耐热；浅色配方容易受紫外光老化；耐水性较差，特别是耐碱水性欠佳。
木质素是自然界中含量仅次于纤维素的天然高分子材料，每年以5×1010t的速度再生，是一种极富工业价值的有机原料。在纤维素相关产业(如植物水解和制浆造纸工业)中，木质素通常以副产物的形式大量产出。然而，木质素的有效利用却不尽人意，到目前为止，超过95％的木质素仍以“黑液”的形式直接排入江河或被烧掉，不但造成环境污染，同时也是极大的资源浪费，因此，对木质素加以有效利用，对环境保护和经济发展都有着积极意义。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的聚氨酯密封胶容易受紫外光老化的技术问题，提供了一种含木质素的聚氨酯密封胶及其制备方法。
含木质素的聚氨酯密封胶按质量份数由90～100份含木质素的预聚体、0.2～0.5份催化剂、1～5份潜固化剂、30～60份增塑剂和30～50份填料制成；
所述含木质素的预聚体按重量份数由90～100份聚醚二元醇、5～80份木质素和20～70份异氰酸酯制成；
所述聚醚二元醇为分子量为1000～2000的聚氧化丙烯二醇；
所述木质素为玉米秸秆木质素；
所述异氰酸酯是2，4-甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯及异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或其中几种的组合。
所述催化剂是新十二酸铋、新十二酸锌、二月桂酸二丁基锡及辛酸亚锡中的一种或其中几种的组合。
所述潜固化剂是噁唑烷。
所述增塑剂是癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或其中几种的组合。
所述填料是碳黑、轻质碳酸钙及气相二氧化硅中的一种或其中几种的组合。
含木质素的聚氨酯密封胶的制备方法按照以下步骤进行：
一、制备含木质素的预聚体：
将5～80重量份木质素溶解在90～100重量份聚醚二元醇中，在50℃加热2h，然后在130℃、真空度为0.095MPa的条件下脱水2h，在氮气保护的条件下降温至100℃，加入20～70重量份异氰酸酯后在100℃反应2h，即得含木质素的预聚体；
二、将90～100质量份含木质素的预聚体、0.2～0.5质量份催化剂、1～5质量份潜固化剂、30～60质量份增塑剂和30～50质量份填料在80℃的条件下搅拌1小时，即得含木质素的聚氨酯密封胶。
本发明的含木质素的聚氨酯密封胶，采用高活性的玉米秸秆木质素替代三元醇合成聚氨酯密封胶。木质素是一类由苯丙烷单元通过醚键和碳-碳键连接而成的无定形高聚物，其分子结构中含有芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基等活性基团。木质素分子中紫丁香基苯环上的甲氧基对羟基形成空间位阻结构，可以捕获热氧老化过程中生成的自由基而终止链反应，从而提高材料的热氧稳定性；同时，该位阻酚结构对自由基捕获还使其成为光稳定剂，增强材料对紫外线辐照的耐受。借用木质素的这一特性，将其对聚氨酯密封胶进行改性，可以提高聚氨脂密封胶的耐老化性，尤其是耐光老化。在紫外光加速老化1000小时后，普通聚氨酯密封胶断裂伸长保持率在30％左右，含木质素聚氨酯密封胶断裂伸长保持率可达50％。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式含木质素的聚氨酯密封胶按质量份数由90～100份含木质素的预聚体、0.2～0.5份催化剂、1～5份潜固化剂、30～60份增塑剂和30～50份填料制成；
所述含木质素的预聚体按重量份数由90～100份聚醚二元醇、5～80份木质素和20～70份异氰酸酯制成；
所述聚醚二元醇为分子量为1000～2000的聚氧化丙烯二醇；
所述木质素为玉米秸秆木质素；
所述异氰酸酯是2，4-甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯及异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或其中几种的组合。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是所述催化剂是新十二酸铋、新十二酸锌、二月桂酸二丁基锡及辛酸亚锡中的一种或其中几种的组合。其它与具体实施方式一相同。
本实施方式中所述的催化剂为组合物时，各成分间为任意比。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是所述潜固化剂是噁唑烷。其它与具体实施方式一或二之一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是所述增塑剂是癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或其中几种的组合。其它与具体实施方式一至三之一相同。
本实施方式中所述增塑剂为组合物时，各成分间为任意比。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是所述填料是碳黑、轻质碳酸钙及气相二氧化硅中的一种或其中几种的组合。其它与具体实施方式一至四之一相同。
本实施方式中所述填料为组合物时，各成分间为任意比。
具体实施方式六：本实施方式含木质素的聚氨酯密封胶的制备方法按照以下步骤进行：
一、制备含木质素的预聚体：
将5～80重量份木质素溶解在90～100重量份聚醚二元醇中，在50℃加热2h，然后在130℃、真空度为0.095MPa的条件下脱水2h，在氮气保护的条件下降温至100℃，加入20～70重量份异氰酸酯后在100℃反应2h，即得含木质素的预聚体；
二、将90～100质量份含木质素的预聚体、0.2～0.5质量份催化剂、1～5质量份潜固化剂、30～60质量份增塑剂和30～50质量份填料在80℃的条件下搅拌1小时，即得含木质素的聚氨酯密封胶。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同的是步骤一中所述聚醚二元醇为分子量为1000～2000的聚氧化丙烯二醇。其它与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式六或七不同的是步骤一中所述木质素为玉米秸秆木质素。其它与具体实施方式六或七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式六至八之一不同的是步骤一中所述异氰酸酯是2，4-甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯及异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或其中几种的组合。其它与具体实施方式六至八之一相同。
采用下述试验验证本发明效果：
试验一：
一、制备预聚体：
将100g聚醚二元醇N220在130℃、真空度为0.095MPa的条件下脱水2h，在氮气保护的条件下降温至100℃，加入30g2，4-二甲苯二异氰酸酯后在100℃反应2h，即得预聚体；
二、将100g预聚体、0.2g二月桂酸二丁锡、3g噁唑烷和30g碳酸钙在80℃的条件下搅拌1小时，即得含木质素的聚氨酯密封胶。
试验二：
聚氨酯密封胶的制备方法按照以下步骤进行：
一、制备含木质素的预聚体：
将6.5g木质素溶解在100g聚醚二元醇N220中，在50℃加热2h，然后在130℃、真空度为0.095MPa的条件下脱水2h，在氮气保护的条件下降温至100℃，加入39g2，4-二甲苯二异氰酸酯后在100℃反应2h，即得含木质素的预聚体；
二、将100g含木质素的预聚体、0.2g二月桂酸二丁锡、3g噁唑烷、20g邻苯二甲酸二辛酯和30g碳酸钙在80℃的条件下搅拌1小时，即得含木质素的聚氨酯密封胶。
试验三：
聚氨酯密封胶的制备方法按照以下步骤进行：
一、制备含木质素的预聚体：
将17g木质素溶解在100g聚醚二元醇N220中，在50℃加热2h，然后在130℃、真空度为0.095MPa的条件下脱水2h，在氮气保护的条件下降温至100℃，加入49g2，4-二甲苯二异氰酸酯后在100℃反应2h，即得含木质素的预聚体；
二、将100g含木质素的预聚体、0.2g二月桂酸二丁锡、3g噁唑烷、20g邻苯二甲酸二辛酯和30g碳酸钙在80℃的条件下搅拌1小时，即得含木质素的聚氨酯密封胶。
试验四：
聚氨酯密封胶的制备方法按照以下步骤进行：
一、制备含木质素的预聚体：
将68g木质素溶解在100g聚醚二元醇N220中，在50℃加热2h，然后在130℃、真空度为0.095MPa的条件下脱水2h，在氮气保护的条件下降温至100℃，加入52g2，4-二甲苯二异氰酸酯后在100℃反应2h，即得含木质素的预聚体；
二、将100g含木质素的预聚体、0.2g二月桂酸二丁锡、3g噁唑烷、20g邻苯二甲酸二辛酯和30g碳酸钙在80℃的条件下搅拌1小时，即得含木质素的聚氨酯密封胶。
将试验一、二、三和四制备的密封胶室温固化14天，测试其拉伸强度和断裂伸长率(按照GB/T1701-2001执行)测试结果如表1所示。
表1
Claims (9)
1.含木质素的聚氨酯密封胶，其特征在于含木质素的聚氨酯密封胶按质量份数由90～100份含木质素的预聚体、0.2～0.5份催化剂、1～5份潜固化剂、30～60份增塑剂和30～50份填料制成；
所述含木质素的预聚体按重量份数由90～100份聚醚二元醇、5～80份木质素和20～70份异氰酸酯制成；
所述聚醚二元醇为分子量为1000～2000的聚氧化丙烯二醇；
所述木质素为玉米秸秆木质素；
所述异氰酸酯是2，4-甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯及异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或其中几种的组合。
2.根据权利要求1所述含木质素的聚氨酯密封胶，其特征在于所述催化剂是新十二酸铋、新十二酸锌、二月桂酸二丁基锡及辛酸亚锡中的一种或其中几种的组合。
3.根据权利要求1所述含木质素的聚氨酯密封胶，其特征在于所述潜固化剂是噁唑烷。
4.根据权利要求1所述含木质素的聚氨酯密封胶，其特征在于所述增塑剂是癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或其中几种的组合。
5.根据权利要求1所述含木质素的聚氨酯密封胶，其特征在于所述填料是碳黑、轻质碳酸钙及气相二氧化硅中的一种或其中几种的组合。
6.权利要求1所述含木质素的聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于含木质素的聚氨酯密封胶的制备方法按照以下步骤进行：
一、制备含木质素的预聚体：
将5～80重量份木质素溶解在90～100重量份聚醚二元醇中，在50℃加热2h，然后在130℃、真空度为0.095MPa的条件下脱水2h，在氮气保护的条件下降温至100℃，加入20～70重量份异氰酸酯后在100℃反应2h，即得含木质素的预聚体；
二、将90～100质量份含木质素的预聚体、0.2～0.5质量份催化剂、1～5质量份潜固化剂、30～60质量份增塑剂和30～50质量份填料在80℃的条件下搅拌1小时，即得含木质素的聚氨酯密封胶。
7.根据权利要求6所述含木质素的聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于步骤一中所述聚醚二元醇为分子量为1000～2000的聚氧化丙烯二醇。
8.根据权利要求6所述含木质素的聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于步骤一中所述木质素为玉米秸秆木质素。
9.根据权利要求6所述含木质素的聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于步骤一中所述异氰酸酯是2，4-甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯及异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或其中几种的组合。
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