CN104263307B

CN104263307B - 一种室温固化聚氨酯灌封材料及其制备方法

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Publication number: CN104263307B
Application number: CN201410508782.XA
Authority: CN
Inventors: 郑直; 石雅琳; 李黎宇; 韦永继
Original assignee: Liming Research Institute of Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Liming Research Institute of Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2014-09-19
Filing date: 2014-09-19
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2034-09-19
Also published as: CN104263307A

Abstract

本发明公开了一种室温固化聚氨酯灌封材料及其制备方法，本发明将含羟基组分分配在两组分中，并通过复配的扩链剂制备端羟基聚丁二烯系聚氨酯灌封材料，所述扩链剂为乙二醇、二乙二醇、1，2‑丙二醇、1，4‑丁二醇、1，6‑己二醇、三羟甲基丙烷、3，5‑二甲硫基甲苯二胺、N，N’‑双(2‑羟丙基)苯胺、2，4‑二胺基‑3，5‑二甲硫基氯苯等中的两种或多种的混合物，拉伸强度在14MPa以上，并且在盐雾和湿热环境下，力学性能保有率高。本发明方法采用半预聚工艺，使两组分粘度相近，更易混合，其制备工艺简单，成型快，流淌性好，产品表面气孔少。

Description

一种室温固化聚氨酯灌封材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及聚氨酯领域，特别涉及室温固化聚氨酯灌封材料及制备方法。

背景技术

聚氨酯灌封材料具有优良的耐水性、耐油性、低温性能、吸振性、电性能和防霉性，并且克服了环氧树脂易脆裂、有机硅强度低粘合差的弊端，因而被广泛应用于电信电缆、电子、航天、船舶、汽车等领域。

端羟基聚丁二烯制备的聚氨酯灌封材料，较聚酯型或聚醚型有着更加优异的耐水解性和绝缘性能，具有良好的抗冲击性能，优异的低温性能；并且其固化工艺简单，可室温固化，固化应力低，收缩小，放热少。但在室温固化条件下，纯端羟基聚丁二烯制备的聚氨酯材料，拉伸强度较差；加入小分子醇类扩链剂，可提高材料硬度和强度，但材料最大强度也不到11MPa。目前，提高材料强度，主要采用以TDI及胺类扩链剂为原料，进行高温固化。其缺点在于：TDI毒性较大，不环保；高温固化，操作过程复杂，不但需要庞大的加热固化设备，不适合大型结构器件或电缆灌封，而且易造成电子、电器零部件的损坏及性能的下降。

专利文献CN101210167公开了一种端羟基聚丁二烯和液化MDI，室温下由一步法制备的聚氨酯弹性体，所制材料强度小于11MPa。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种室温固化聚氨酯灌封材料，该材料具有良好的力学性能，并且在盐雾和湿热环境下，力学性能保有率高。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种该聚氨酯灌封材料的制备方法。

本发明所述室温固化聚氨酯灌封材料的技术方案是，将含羟基组分分配在两组分中，并通过复配的扩链剂制备端羟基聚丁二烯系聚氨酯灌封材料，按质量份计包括：

(1)A组分：

多元醇 100

异氰酸酯 200～230

(2)B组分：

所述扩链剂为乙二醇、二乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、三羟甲基丙烷、3，5-二甲硫基甲苯二胺、N，N’-双(2-羟丙基)苯胺、2，4-二胺基-3，5-二甲硫基氯苯等中的两种或多种的混合物，优选N，N’-双(2-羟丙基)苯胺和1，4-丁二醇的混合物，质量比为1～3∶1。

A组分粘度一般1500～2000mPa·s，B组分粘度一般600～800mPa·s。

所述多元醇可为聚氧化丙烯二元醇、聚氧化丁烯二元醇、聚氧化丙烯-氧化乙烯二元醇、聚四氢呋喃多元醇等中的一种或多种，所述多元醇数均分子量一般为1000～4000，优选2000。异氰酸酯可为4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种混合物，优选为碳化二亚胺改性4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯与4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物，质量比例为10～15∶1。组分A中NCO含量为16％～25％，优选18％～19％。

所述端羟基聚丁二烯的羟值一般为0.55～2mmol/g，优选1.2mmol/g。所述稀释剂为苯甲酸酯、磷酸酯、芳族和脂族单羧酸酯类的一种或多种混合物，优选苯甲酸酯。所述催化剂如有机锡类催化剂，优选二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡。所述消泡剂如聚硅氧烷、改性聚硅氧烷等中一种或多种混合物，优选聚硅氧烷。

本发明所制得聚氨酯密封材料，邵氏硬度为75～90A，拉伸强度不小于14MPa。

一种制备本发明室温固化聚氨酯灌封材料的方法，包括以下步骤：

(1)A组分的制备：将异氰酸酯和脱水后的多元醇按计量加入反应釜，温度控制在60～80℃，反应1～2h，抽真空脱泡，降温出料，密封保存；

(2)B组分的制备：将端羟基聚丁二烯、稀释剂、扩链剂、催化剂、消泡剂和炭黑按计量加入反应釜中，于90～130℃脱水1～2h后，密封保存；

(3)聚氨酯弹性体的制备：A组分和B组分在常温下，按质量计，用量比例为B/A＝100/30～40，将两组分充分混合后脱泡，注入常温模具中成型。通常25～40min凝胶。

本发明将含羟基组分分配在两组分中，并通过复配的扩链剂制备端羟基聚丁二烯系聚氨酯灌封材料，拉伸强度在14MPa以上，并且在盐雾和湿热环境下，力学性能保有率高。本发明方法采用半预聚工艺，使两组分粘度相近，更易混合，其制备工艺简单，成型快，流淌性好，产品表面气孔少。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步说明。以下术语“份”都按质量计。各实施例制品性能见表1。

实施例1

A组分制备：脱水后的聚氧化丙烯二元醇100份、液化MDI 180份，MDI 18份，在80℃条件下反应1.5h，真空脱泡，降温至50℃出料，即得A组分。

B组分的制备：端羟基聚丁二烯100份、苯甲酸酯20份、扩链剂6份(N，N’-双(2-羟丙基)苯胺/1，4-丁二醇＝1/1)、辛酸亚锡0.6份、聚硅氧烷1.0份和炭黑1.5份，混合脱水后，即得B组分。

在常温下，调整A、B组分用量比例为B/A＝100∶30，将两组分充分混合后脱泡，注入4mm常温模具成型，40min凝胶，室温放置7天后测性能。

实施例2

A组分的制备：脱水后的聚四氢呋喃二元醇100份、液化MDI 200份，在80℃条件下反应1.5h，真空脱泡，降温至50℃出料，即得A组分。

B组分的制备：端羟基聚丁二烯100份、苯甲酸酯15份、扩链剂7.8份(N，N’-双(2-羟丙基)苯胺/1，4-丁二醇＝3/1)、辛酸亚锡0.3份、改性聚硅氧烷1.0份和炭黑2份，混合脱水后，即得B组分。

在常温下，调整A、B组分用量比例为B/A＝100∶36，将两组分充分混合后脱泡，注入4mm常温模具成型，30min凝胶，室温放置7天后测性能。

实施例3

A组分的制备：脱水后的聚氧化丙烯二元醇100份、液化MDI 230份，在80℃条件下反应1.5h，真空脱泡，降温至50℃出料，即得A组分。

B组分的制备：端羟基聚丁二烯100份、苯甲酸酯15份、扩链剂8.8份(N，N’-双(2-羟丙基)苯胺/1，4-丁二醇＝3/1)、辛酸亚锡0.3份、聚硅氧烷1.5份和炭黑2份，混合脱水后，即得B组分。

在常温下，调整A、B组分用量比例为B/A＝100∶40，将两组分充分混合后脱泡，注入4mm常温模具成型，25min凝胶，室温放置7天后测性能。

表1 实施例材料性能

对比例1

A组分的制备：液化MDI 180份，MDI 18份，常温混合1h，真空脱泡，即得A组分。

B组分的制备：端羟基聚丁二烯100份、苯甲酸酯20份、1，4-丁二醇6份、辛酸亚锡0.6份、聚硅氧烷1.0份和炭黑1.5份，混合脱水后，即得B组分。

在常温下，调整A、B组分用量比例为B/A＝100∶28，将两组分充分混合后脱泡，注入4mm常温模具成型，40min凝胶，室温放置7天后测性能。

Claims

1.一种室温固化聚氨酯灌封材料，将含羟基组分分配在两组分中，并通过复配的扩链剂制备端羟基聚丁二烯系聚氨酯灌封材料，按质量份计包括：

(1)A组分：

多元醇 100

异氰酸酯 200～230

(2)B组分：

A组分的制备：将异氰酸酯和脱水后的多元醇按计量加入反应釜，温度控制在60～80℃，反应1～2h，抽真空脱泡，降温出料，密封保存；

B组分的制备：将端羟基聚丁二烯、稀释剂、扩链剂、催化剂、消泡剂和炭黑按计量加入反应釜中，于90～130℃脱水1～2h后，密封保存；

按质量计，用量比例为B/A＝100/30～40；

所述扩链剂为乙二醇、二乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、三羟甲基丙烷、3，5-二甲硫基甲苯二胺、N，N’-双(2-羟丙基)苯胺、2，4-二胺基-3，5-二甲硫基氯苯中的两种或多种的混合物。

2.根据权利要求1所述的室温固化聚氨酯灌封材料，其特征在于扩链剂为N，N’-双(2-羟丙基)苯胺和1，4-丁二醇的混合物，质量比为1～3∶1。

3.根据权利要求1所述的室温固化聚氨酯灌封材料，其特征在于A组分粘度为1500～2000mPa·s，B组分粘度为600～800mPa·s；组分A中NCO含量为16％～25％。

4.根据权利要求1所述的室温固化聚氨酯灌封材料，所述多元醇为聚氧化丙烯二元醇、聚氧化丁烯二元醇、聚氧化丙烯-氧化乙烯二元醇、聚四氢呋喃多元醇中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的室温固化聚氨酯灌封材料，所述多元醇的数均分子量为1000～4000。

6.根据权利要求1所述的室温固化聚氨酯灌封材料，所述异氰酸酯为4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯一种或两种的混合物。

7.根据权利要求6所述的室温固化聚氨酯灌封材料，所述异氰酸酯为碳化二亚胺改性4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯与4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物，质量比例为10～15∶1。

8.根据权利要求1所述的室温固化聚氨酯灌封材料，所述端羟基聚丁二烯的羟值为0.55～2mmol/g。

9.根据权利要求1所述的室温固化聚氨酯灌封材料，所述稀释剂为苯甲酸酯、磷酸酯、芳族和脂族单羧酸酯类的一种或多种混合物；所述催化剂为有机锡类催化剂；所述消泡剂为聚硅氧烷、改性聚硅氧烷中一种或多种混合物。

10.一种制备权利要求1～9之一所述的室温固化聚氨酯灌封材料的方法，包括以下步骤：

(1)A组分的制备：将异氰酸酯和多元醇按计量加入反应釜，温度控制在60～80℃，反应1～2h，抽真空脱泡，降温出料，密封保存；

(3)聚氨酯弹性体的制备：A组分和B组分在常温下，按质量计，用量比例为B/A＝100/30～40，将两组分充分混合后脱泡，注入常温模具成型。