CN104327791A - 一种单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶及其制备方法。由以下组分组成：丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物、塑化剂、填料、触变剂、催化剂；制备方法步骤如下：将丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物加入行星搅拌机中，再加入塑化剂、填料、触变剂、催化剂，抽真空搅拌1-2h后，制得产品。效果是：将现有单组分聚氨酯密封胶产品在一定老化条件(温度80℃、相对湿度80%RH)，7天后主要力学性能的保持率上从60-70%提高到80-90%，保持了优良的力学性能。同时，在一定程度上降低了聚氨酯密封胶的生产成本，是一种性价比较高的密封胶产品，可广泛用于汽车、仪表和建筑行业。
Description
技术领域
本发明涉及一种丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶及其制备方法，尤其涉及一种单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶及其制备方法。
背景技术
聚氨酯(PU)具有优良的弹性、耐低温性，广泛用于粘接和弹性密封材料领域。目前，聚氨酯用作密封胶在建材和汽车行业中用量越来越大，与其它几类弹性体密封胶如聚硫、硅酮类相比，综合性能好，且价格适中。但其产品存在耐老化、耐湿热和耐水性较差的问题。单组分聚氨酯密封胶在一定老化条件下(温度80℃、相对湿度80%RH)，7天后主要力学性能保持率通常在60-70%，降幅比较明显。
聚丙烯酸酯具有较好的耐水性、耐老化性和机械性能，但其耐有机溶剂、耐磨性较差，用丙烯酸酯对聚氨酯进行改性，通过将二者的优异性能有机地结合起来，从而使聚氨酯密封胶的性能得到改善。
发明内容
本发明的目的在于克服现有单组分聚氨酯密封胶存在的不足，提供一种不仅具有优良的弹性、耐低温性、粘接性和耐磨性，而且还具有优良的耐热性、耐老化性和耐水性的单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶及其制备方法。
本发明为实现上述目的，采取以下技术方案实现的：一种单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶，其特征在于：由以下组分按重量份数组成：丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物为30-60份、塑化剂为10-30份、填料为30-60份、触变剂为3-10份、催化剂为0.01-0.05份；
所述的丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物由以下组分按重量份数组成：普通聚醚多元醇60-80份、多异氰酸酯15-40份、催化剂0.01-0.05份、丙烯酸酯单体10-30份、引发剂0.01-0.02份。
一种单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物的制备：按重量比称取普通聚醚多元醇60-80份置于反应釜中，在真空搅拌条件下加热至110-120℃，脱水1-2小时，然后使物料温度降至50-55℃，搅拌条件下按重量比加入多异氰酸酯15-40份和催化剂0.01-0.05份，釜内通入干燥氮气保护，再使体系物料升温至70-80℃，反应3-5h后降至60℃，加入10-30份的丙烯酸酯单体混合均匀，滴加引发剂0.01-0.02份，所需时间1-3h，然后升温至70-75℃再反应2-3h，即制备丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物；
(2)单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶的制备：将步骤(1)制备的丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物30-60份加入行星搅拌机中，再加入塑化剂10-30份、填料30-60份、触变剂3-10份、催化剂0.01-0.05份，抽真空搅拌1-2h后，制得单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶。
本发明的优点和积极效果是：本发明提供的单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶，将现有单组分聚氨酯密封胶产品在一定老化条件(温度80℃、相对湿度80%RH)，7天后主要力学性能的保持率上从60-70%提高到80-90%，保持了优良的力学性能。同时，在一定程度上降低了聚氨酯密封胶的生产成本，是一种性价比较高的密封胶产品，可广泛用于汽车、仪表和建筑行业。
具体实施方式
以下结合实例对本发明做进一步描述,但本发明的实施方式并不限于此。
一种单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶，由以下组分按重量份数组成：丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物为30-60份、塑化剂为10-30份、填料为30-60份、触变剂为3-10份、催化剂为0.01-0.05份。
上述的丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物由以下组分按重量份数组成：普通聚醚多元醇60-80份、多异氰酸酯15-40份、催化剂0.01-0.05份、丙烯酸酯单体10-30份、引发剂0.01-0.02份。
上述塑化剂选用邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二异壬酯、己二酸二辛脂、石油酯中的任意一种。
上述填料选用炭黑、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉、高岭土中的任意一种或几种。
上述触变剂选用气相法白炭黑或氢化蓖麻油。
上述催化剂选用辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、双吗啉二乙基醚中的任意一种。
上述普通聚醚多元醇选用聚氧化丙烯二元醇、聚氧化丙烯三元醇中的一种或二种，聚氧化丙烯二元醇平均分子量为1000-8000,聚氧化丙烯三元醇平均分子量为1000-3000。
上述多异氰酸酯选用4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一种。
上述丙烯酸酯单体选用甲基丙烯酸酯甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的任意一种。
上述引发剂选用偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。
实施例1（以下组分按重量份计）：
一种单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶的制备，包括以下步骤：
(1) 丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物的制备：
取50份的聚氧化丙烯二元醇(平均分子量4000)和25份的聚氧化丙烯三元醇(平均分子量3000)加入真空反应釜中，使其在110℃真空环境下脱水2小时，聚醚中的水分不大于0.01%，然后将真空反应釜内的温度降至50℃，加入15份4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯和0.01份辛酸亚锡，在氮气保护下，搅拌均匀，加热至80℃，反应4.5h，NCO含量合格后，降低温度至50℃，加入22份甲基丙烯酸甲酯，缓慢升温至60℃，缓慢滴加0.01份偶氮二异丁腈，所需2小时滴完，然后升温至75℃反应2.5小时，即制备丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物。
(2) 单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶的制备：
将55份丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物加入行星搅拌机中，加入23份增塑剂邻苯二甲酸二辛脂、50份填料滑石粉、6份填料炭黑、3份气相法白炭黑和0.02份催化剂辛酸亚锡，抽真空搅拌2小时，制得单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶。
实施例2（以下组分按重量份计）：
一种单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶的制备，包括以下步骤：
(1) 丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物的制备：
取30份的聚氧化丙烯二元醇(平均分子量2000)和30份聚氧化丙烯三元醇(平均分子量3000)加入真空反应釜中，使其在110℃真空环境下脱水2小时，聚醚中的水分不大于0.01%，然后将真空反应釜内的温度降至50℃，加入16份4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯和0.02份二月桂酸二丁基锡，在氮气保护下，搅拌均匀，加热至80℃，反应4.5h，NCO含量合格后。降低温度至50℃，加入15份丙烯酸丁酯，缓慢升温至60℃，缓慢滴加0.01份偶氮二异丁腈，所需2小时滴完，然后升温至75℃反应2.5小时，即制备丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物。
(2) 单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶的制备：
将46份丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物加入行星搅拌机中，加入20份增塑剂邻苯二甲酸二异壬酯、55份填料轻质碳酸钙、2份填料炭黑、3份气相法白炭黑和0.03份催化剂二月桂酸二丁基锡，抽真空搅拌2小时，制得单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶。
实施例3（以下组分按重量份计）：
一种单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶的制备，包括以下步骤：
(1) 丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物的制备：
取40份的聚氧化丙烯二元醇(平均分子量2000)和40份的聚氧化丙烯三元醇(平均分子量3000)加入真空反应釜中，使其在110℃真空环境下脱水2小时，聚醚中的水分不大于0.01%，然后将真空反应釜内的温度降至50℃，加入15份甲苯-2,4-二异氰酸酯和0.02份辛酸亚锡，在氮气保护下，搅拌均匀，加热至80℃，反应4.5h，NCO含量合格后。降低温度至50℃，加入18份甲基丙烯酸甲酯，缓慢升温至60℃，缓慢滴加0.01份偶氮二异丁腈，所需2小时滴完，然后升温至75℃反应2.5小时，即制备丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物。
(2) 单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶的制备：
将52份丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物加入行星搅拌机中，加入20份增塑剂邻苯二甲酸二丁脂、30份填料高岭土、25份轻质碳酸钙、5份填料炭黑、5份气相法白炭黑和0.05份催化剂辛酸亚锡，抽真空搅拌2小时，制得单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶。
单组分聚氨酯密封胶主要性能对比：
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶，其特征在于：由以下组分按重量份数组成：丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物为30-60份、塑化剂为10-30份、填料为30-60份、触变剂为3-10份、催化剂为0.01-0.05份；
所述的丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物由以下组分按重量份数组成：普通聚醚多元醇60-80份、多异氰酸酯15-40份、催化剂0.01-0.05份、丙烯酸酯单体10-30份、引发剂0.01-0.02份。
2.根据权利要求1所述的一种单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述塑化剂选用邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二异壬酯、己二酸二辛脂、石油酯中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述填料选用炭黑、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉、高岭土中的任意一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述触变剂选用气相法白炭黑或氢化蓖麻油。
5.根据权利要求1所述的一种单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述催化剂选用辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、双吗啉二乙基醚中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述普通聚醚多元醇选用聚氧化丙烯二元醇或聚氧化丙烯三元醇，所述聚氧化丙烯二元醇平均分子量为1000-8000, 所述聚氧化丙烯三元醇平均分子量为1000-3000。
7.根据权利要求1所述的一种单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述多异氰酸酯选用4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述丙烯酸酯单体选用甲基丙烯酸酯甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的一种单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述引发剂选用偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。
10.一种单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物的制备：按重量比称取普通聚醚多元醇60-80份置于反应釜中，在真空搅拌条件下加热至110-120℃，脱水1-2小时，然后使物料温度降至50-55℃，搅拌条件下按重量比加入多异氰酸酯15-40份和催化剂0.01-0.05份，釜内通入干燥氮气保护，再使体系物料升温至70-80℃，反应3-5h后降至60℃，加入10-30份的丙烯酸酯单体混合均匀，滴加引发剂0.01-0.02份，所需时间1-3h，然后升温至70-75℃再反应2-3h，即制备丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物；
(2)单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶的制备：将步骤(1)制备的丙烯酸酯改性聚氨酯预聚物30-60份加入行星搅拌机中，再加入塑化剂10-30份、填料30-60份、触变剂3-10份、催化剂0.01-0.05份，抽真空搅拌1-2h后，制得单组分丙烯酸酯改性聚氨酯密封胶。
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