CN104327790A - 一种环保型聚氨酯双组份组角胶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型聚氨酯双组份组角胶，该组角胶由组分Ⅰ和组分Ⅱ组成，组分Ⅰ和组分Ⅱ的重量比例为10:1-1:10，组分Ⅰ成分：多元醇A41~52%、填料A30~40%、填料B8~15%、改性剂6~12%、催化剂0.05~0.1%、表面活性剂A1~2%、增塑剂A2~5%、增塑剂B5~10%；组分Ⅱ成分：异氰酸酯50~60%、MDI预聚体15~25%、填料C10~16%、多元醇B2~6%、表面活性剂B1~2%、增塑剂C10~15%。该组角胶综合强度大大优于聚氨酯单组份组角胶，稳定性好，固化速度快；优异的填缝能力，更适合铝合金门窗、幕墙组角插接和角部整体注胶粘接－密封。

Description

一种环保型聚氨酯双组份组角胶

技术领域

本发明涉及建筑胶黏剂技术领域，具体涉及一种环保型聚氨酯双组份组角胶，该组角胶用于铝合金门窗、幕墙和大型铝合金门窗、幕墙组角的粘接、密封及增强。

背景技术

当今全球倡导的节能减排是世界各国的共同目标，也是我国改革开放、发展经济的一项基本国策。建筑节能减排就是其中一项非常重要的课题。据统计，建筑能耗约占全社会总能耗的27.6%，而在民用建筑的门窗、墙体、屋面和地面四大能耗中，门窗（幕墙）的耗能又占到约50%。因此，世界各国都把门窗、幕墙作为实现建筑节能的关键所在，隔热铝合金门窗、幕墙由此也在建筑上得到广泛的推广和应用。

近年来，隔热铝合金门窗、幕墙在我国得到广泛的推广和应用。随着隔热铝合金门窗、幕墙在建筑上的大量采用，其质量问题也日益凸显。隔热铝合金（包括铝合金）门窗、幕墙的角部强度问题就是其中之一。说明如下： 

组角机（机械）组角固定的问题

这种机械固定是一种刚性连接。

由于环境温度的变化，铝合金型材会产生膨胀或收缩变化（1米长铝合金型材在90℃温度变化下会产生2.16mm的长度变化量），这种变化量对于刚性连接的角部强度将产生破坏性的影响。

其次，在铝合金门窗生产、搬运、运输、安装过程中产生的挪动误差；门窗完成后要长期承受自身重量作用，承受门窗洞口、建筑物墙体变形产生静应力误差；开关门窗、环境声波等尖峰冲击和频率不一的振动，诱发门窗产生共振，从而影响刚性连接门窗的整体强度。

上述原因都会使门窗角部的间隙随着时间的推移逐渐加大和错位，造成门窗气密性、隔热性、隔音、隔尘性能下降，严重的还会造成门窗变形，产生不良后果。

2、使用非专用组角胶的问题

由于没有认识到专用组角胶在提高铝合金门窗、幕墙建筑质量上的重要作用，有些门窗生产商不使用专用组角胶（国产或进口产品），而是错误地将聚氨酯改性单组份（弹性）胶、玻璃胶、结构胶、环氧胶等作为铝合金组角胶使用。这几类胶黏剂根本不能替代专用组角胶，不适合用于建筑节能领域，主要问题分述如下：

a、国产的聚氨酯改性单组份（弹性）胶：其综合性能大大低于聚氨酯双组份组角胶，且强度低，密封性差，而软弹性的粘接无助于门窗、幕墙综合性能的提高，降低了门窗、幕墙的使用寿命。

b、玻璃胶：即硅酮密封胶，对铝合金的粘接力较差，耐候性差，硬度低，弹性太大，固化不膨胀，不能使角码与型腔粘接成为一体。

c、结构胶：对铝合金粘接较差，固化时间长，产品有异味，固化时不膨胀，强度低、密封差。

d、环氧胶：固化后无弹性，无法适应门窗体的微震，易酥化和破碎。固化后强度随时间而降低，会产生开裂。

e、聚氨酯单组份组角胶：近年我公司研制、生产的环保型聚氨酯单组份组角胶已推向市场，替代了国外进口产品，其综合性能大大优于上述四种胶黏剂，是组角专用胶。但是，尚不能满足高粘接强度、高增强、高密封性门窗、幕墙产品的要求；由于其为单组份胶，以湿气固化，胶体固化速度受环境的温湿度影响很大，即使在夏季起到粘结作用的时间也会在5—6小时，远远不能适应高效率的生产节拍。

基于上述现有技术所存在的问题，研制环保型、综合性能优异的环保型聚氨酯双组份组角胶，就很现实、很紧迫地摆到了胶黏剂研发和生产厂家面前。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保型聚氨酯双组份组角胶，该聚氨酯双组份组角胶是组角胶升级换代产品，其综合强度性能大大优于聚氨酯单组份组角胶，稳定性好，存放时间长，固化速度快；优异的填缝能力，更适合铝合金门窗、幕墙组角插接和角部整体注胶粘接、密封。

本发明的技术方案如下：

一种环保型聚氨酯双组份组角胶，该组角胶由组分Ⅰ和组分Ⅱ组成，其中：组分Ⅰ包括如下重量百分比的各成分：多元醇A 41~52%、填料A 30~40%、填料B 8~15%、改性剂 6~12%、催化剂 0.05~0.1%、表面活性剂A 1~2%、增塑剂A 2~5%、增塑剂B 5~10%；组分Ⅱ包括如下重量百分比的各成分：异氰酸酯 50~60%、MDI 预聚体15~25%、填料C 10~16%、多元醇B 2~6%、表面活性剂B 1~2%、增塑剂C 10~15%。

所述组分Ⅰ中，多元醇A包括中等分子量三官能度聚醚多元醇和中等分子量两官能度聚醚多元醇，在组分Ⅰ中的重量百分比分别为35~40％和6~12％；所述中等分子量是指分子量范围为1000-3000。

所述组分Ⅰ中：所述的填料A为5000目的重质碳酸钙，所述的填料B为纳米碳酸钙，所述的改性剂为聚合多元醇，所述的催化剂为有机铋，所述的表面活性剂A为硅油，所述的增塑剂A为石油醚，所述的增塑剂B为邻苯二甲酸氢钾。

所述组分Ⅱ中，所述的多元醇B为中等分子量三官能度聚醚多元醇（分子量范围为1000-3000），所述的填料C为陶瓷微珠，所述的表面活性剂B为十六烷基苯磺酸酯，所述的增塑剂C为环氧大豆油。

本发明的优点及有益效果：

本发明针对目前国内铝合金（包括隔热铝合金）门窗、幕墙组角，特别是大型铝合金门窗、幕墙组角存在的渗漏、变形、角部开裂等问题而设计、研制的专用组角胶。本发明采用低当量、高活性聚醚多元醇，配用MDI聚氨酯预聚体及纳米级、重质填料，优选增塑剂，特别是A、B组分的分别密混、精制工艺使得本发明产品质量稳定、综合性能优异。聚氨酯双组份组角胶是无溶剂、无污染、无有害物析出、反应型固化的环保胶黏剂：具有高硬度、高韧性、高粘接强度；极好的抗紫外线老化和防霉特性；超强的耐水、汽、盐雾特点；由于聚氨酯双组分组角胶微膨胀、不收缩的稳定状态，更具有优异的密封功能、结构增强功能和减震、隔音、隔热功能。聚氨酯双组份组角胶符合国家“高分子材料 低成本 高性能化技术”的产业政策，可提高铝合金门窗 、幕墙的整体强度，解决门窗渗漏、变形、角部开裂等问题，全面提高国内铝合金门窗、幕墙产品质量，提高生产效率；适应了高粘接强度、高增强、高密封性门窗、幕墙产品的市场需求；替代国外进口产品，填补国内空白，进一步提高国内建筑业节能减排水平；国产聚氨酯双组份组角胶产品价格大大低于同类进口产品，降低了建筑商的生产成本，且供货及时，市场前景广阔。聚氨酯双组份组角胶产品经济效益可观，社会效益巨大。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例中环保型聚氨酯双组份组角胶，由组分Ⅰ和组分Ⅱ组成，组分Ⅰ和组分Ⅱ重量配比为1:10，其各组分中按重量百分比计的各成分如表1所示：

表1 环保型聚氨酯双组份组角胶组分Ⅰ和组分Ⅱ成分（wt.%）：

组分Ⅰ	组分Ⅱ
		中等分子量三官能度聚醚多元醇35%～40%	异氰酸酯 50%～60%
中等分子量两官能度聚醚多元醇6%～12%	MDI预聚体15%～25%
		填料A 25%～35%	填料C 10%～16%
填料B 6%～10%	中等分子量三官能度聚醚多元醇 2%～6%
		改性剂6%～10%	表面活性剂B 1%～2%
催化剂0.05%～0.1%	增塑剂C 10%～15%
		表面活性剂A 1%～2%
增塑剂A 2%～5%
		增塑剂B 5%～10%

实施例1

本实施例组角胶制备过程如下：

1、组分Ⅰ制备：混合温度70-75℃，预混时间 1小时，真空混合 3小时。

a、多元醇预热12-16小时，70-80℃；

b、填料干燥脱水18—20小时，200℃；

c、投料（双行星动力混合机 A)

三官能度聚醚多元醇（M＝1000）   36.7kg  

两官能度聚醚多元醇（M＝1000）   7.2kg

5000目的重质碳酸钙             30.35kg

纳米碳酸钙                      8kg

聚醚多元醇（M＝300）            7kg

有机铋                          0.05kg

硅油                            1kg

石油醚（T50）                   3.2kg

邻苯二甲酸氢钾                  6.5kg

2、组分Ⅱ制备：混合温度 70-75℃，预混时间 1小时，真空混合 3小时。

a、中等分子量三官能度聚醚多元醇预热12-16小时70-80℃；

b、异氰酸酯预热12-16小时；

c、填料干燥脱水18-20小时，180-200℃；

d、投料（双行星动力混合机 B) 

异氰酸酯                      50.8kg  

MDI 预聚体                    17.1kg

陶瓷微珠                      12.9kg

三官能度聚醚多元醇（M＝1400） 3.5kg

十六烷基苯磺酸酯              1.7kg

环氧大豆油                    14kg

3、检验合格进行机械灌装。

4、本实施制备的组角胶性能如下表2-3所示：

表2 PU526聚氨酯双组份组角胶质量指标及工艺特性

表3 PU526聚氨酯双组份组角胶技术指标

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (10)

1.一种环保型聚氨酯双组份组角胶，其特征在于：该组角胶由组分Ⅰ和组分Ⅱ组成，组分Ⅰ和组分Ⅱ的重量比例为10:1-1:10，其中：组分Ⅰ包括如下重量百分比的各成分：多元醇A 41~52%、填料A 30~40%、填料B 8~15%、改性剂 6~12%、催化剂 0.05~0.1%、表面活性剂A 1~2%、增塑剂A 2~5%、增塑剂B 5~10%；组分Ⅱ包括如下重量百分比的各成分：异氰酸酯 50~60%、MDI预聚体15~25%、填料C 10~16%、多元醇B 2~6%、表面活性剂B 1~2%、增塑剂C 10~15%。

2.如权利要求1所述的聚氨酯双组份组角胶，其特征在于：所述组分Ⅰ中，多元醇A包括中等分子量三官能度聚醚多元醇和中等分子量两官能度聚醚多元醇，在组分Ⅰ中的重量百分比分别为35~40％和6~12％。

3. 如权利要求1所述的聚氨酯双组份组角胶，其特征在于：所述组分Ⅰ中的填料A为5000目的重质碳酸钙，填料B为纳米碳酸钙。

4. 如权利要求1所述的聚氨酯双组份组角胶，其特征在于：所述组分Ⅰ中的改性剂为聚合多元醇。

5. 如权利要求1所述的聚氨酯双组份组角胶，其特征在于：所述组分Ⅰ中的催化剂为有机铋。

6. 如权利要求1所述的聚氨酯双组份组角胶，其特征在于：所述组分Ⅰ中，表面活性剂A为硅油，增塑剂A为石油醚，增塑剂B为邻苯二甲酸氢钾。

7. 如权利要求1所述的聚氨酯双组份组角胶，其特征在于：所述组分Ⅱ中，多元醇B为中等分子量三官能度聚醚多元醇。

8. 如权利要求1所述的聚氨酯双组份组角胶，其特征在于：所述组分Ⅱ中，填料C为陶瓷微珠。

9. 如权利要求1所述的聚氨酯双组份组角胶，其特征在于：所述组分Ⅱ中，表面活性剂B为十六烷基苯磺酸酯。

10. 如权利要求1所述的聚氨酯双组份组角胶，其特征在于：所述组分Ⅱ中，增塑剂C为环氧大豆油。