CN104694068B

CN104694068B - 一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶及其制备方法

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Publication number: CN104694068B
Application number: CN201310641250.9A
Authority: CN
Inventors: 杨足明; 韩胜利; 冯涛; 潘乐; 王建功; 范乐天; 董双良; 吴正明; 章锋
Original assignee: HUBEI HUITIAN ADHESIVE ENTERPRISE CO Ltd; Tangshan Railway Vehicle Co Ltd
Current assignee: HUBEI HUITIAN ADHESIVE ENTERPRISE CO Ltd; CRRC Tangshan Co Ltd
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2016-12-07
Anticipated expiration: 2033-12-04
Also published as: CN104694068A

Abstract

本发明的名称为一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶及其制备方法。属于双组分聚氨酯胶粘剂技术领域。主要是解决高速铁路客车及轨道交通车辆车身部分结构粘接的问题。它主要是由A、B两组分组成，A׃B=6׃1 Wt；其中A组分包括蓖麻油多元醇10%～35% Wt、聚酯多元醇10%～40% Wt、双酚A聚醚多元醇5%～30% Wt、阻燃增塑剂5%~25％Wt、阻燃无机填料30％～60％Wt、偶联剂0.5％～3％Wt、催化剂0.1％～0.5％Wt；B组分为包含液化二苯基甲烷二异氰酸酯的异氰酸酯固化剂。本发明具有阻燃效果好、环保、固化后粘接强度高和韧性好的特点，主要应用于轨道客车车身部分金属、木材等材料的自粘和互粘。

Description

一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶及其制备方法

技术领域

本发明属于双组分聚氨酯胶粘剂技术领域，具备环保、阻燃效果好、环保、固化后粘接强度高、韧性好等特征，可应用于轨道客车车身部分金属、木材等材料的自粘和互粘。

背景技术

随着我国铁路的高速发展，尤其是近年来高速铁路和城市轨道交通的飞速发展，铁路客车厂商对车辆配件和材料的要求也越来越高，如车辆的舒适性，安全性和环保要求，这就对铁路和轨道交通的生产带来新的更高要求。轨道客车车身制造中以往采用的铆接、焊接等传统工艺,开始被新兴的粘接工艺所取代。近年来，粘接技术的广泛应用和发展，在高速动车组生产中起到越来越重要的作用。聚氨酯胶粘剂具有优异的性能，在许多方面都的到了广泛的应用。聚氨酯胶粘剂在高速列车等轨道交通车辆上承担着地板粘接、嵌缝填充、密封防水等必不可少的作用。由于高速列车行驶时速到高达300km/h，这就要求用于结构粘接的聚氨酯胶粘剂具有高强度、高韧性的特征，同时必须兼具环保和阻燃的特性。

发明内容

本发明的目的就是开发一种粘接性能好、综合性能优异，具备阻燃效果好、环保等特征的无卤阻燃双组份聚氨酯胶及其制备方法，解决高速铁路客车及轨道交通车辆车身部分结构粘接的问题。

本发明无卤阻燃双组份聚氨酯胶的技术解决方案是：一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶，其特征在于：该胶粘剂由A、B两组分组成，A׃B=6׃1 Wt；其中A组分包括蓖麻油多元醇10%～35% Wt、聚酯多元醇10%～40% Wt、双酚A聚醚多元醇5%～30% Wt 、阻燃增塑剂5%~25％Wt、阻燃无机填料30％～60％Wt、偶联剂0.5％～3％Wt、催化剂0.1％～0.5％Wt； B组分为包含液化二苯基甲烷二异氰酸酯的异氰酸酯固化剂。

本发明无卤阻燃双组份聚氨酯胶优选的技术解决方案中所述的A组分包括蓖麻油多元醇10%～25% Wt、聚酯多元醇10％～30％Wt、双酚A聚醚多元醇5%～20% Wt、阻燃增塑剂5%~25％Wt、阻燃无机填料30％～60％Wt、偶联剂0.5％～3％Wt、催化剂0.1％～0.5％Wt。

本发明无卤阻燃双组份聚氨酯胶的技术解决方案中所述的聚酯多元醇为聚酯二元醇，其相对分子质量为500～3000，其羟值为30～300mgKOH/g。优选的聚酯二元醇相对分子质量为1000～2000，羟值为100～200mgKOH/g。

本发明无卤阻燃双组份聚氨酯胶的技术解决方案中所述的双酚A聚醚多元醇，其相对分子质量为400～1000，其羟值为100～500mgKOH/g。优选的双酚A聚醚多元醇的相对分子质量为400～700，其羟值为100～300mgKOH/g。

本发明无卤阻燃双组份聚氨酯胶的技术解决方案中所述的A组分中阻燃增塑剂为不含卤素的磷酸酯类阻燃增塑剂，包括磷酸三异丙基苯酯、甲基磷酸二甲酯、乙基磷酸二乙酯或其混合物。优选的阻燃增塑剂为磷酸三异丙基苯酯。

本发明无卤阻燃双组份聚氨酯胶的技术解决方案中所述的A组分中阻燃无机填料为氢氧化铝和/或氢氧化镁的混合物。

本发明无卤阻燃双组份聚氨酯胶的技术解决方案中所述的A组分中偶联剂为端环氧基硅烷偶联剂。

本发明无卤阻燃双组份聚氨酯胶的技术解决方案中所述的A组分中催化剂为有机金属催化剂。

本发明无卤阻燃双组份聚氨酯胶的技术解决方案中所述的B组分中异氰酸酯固化剂为液化二苯基甲烷二异氰酸酯，或液化二苯基甲烷二异氰酸酯与多亚甲基多苯基多异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯的混合物。

本发明制备无卤阻燃双组份聚氨酯胶方法的技术解决方案是：一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶的制备方法，其特征在于A组分的制备方法为：在三口烧瓶中加入蓖麻油多元醇10%～35% Wt、聚酯二元醇10％～40％Wt、双酚A聚醚多元醇5%～30% Wt、阻燃增塑剂5％~25％Wt，加热至100-120℃，并在真空下状态搅拌脱水1-2小时，然后降温至60℃，加入到行星搅拌动混机中；再加入阻燃无机填料30％～60％Wt、偶联剂0.5％～3％Wt，催化剂0.1％～0.5％Wt在真空状态下搅拌2小时，出料；B组分为包含液化二苯基甲烷二异氰酸酯的异氰酸酯固化剂；A组分和B组分的比例为：A׃B=6׃1。

本发明优选制备无卤阻燃双组份聚氨酯胶方法的技术解决方案是：一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶的制备方法，其特征在于A组分的制备方法为：在三口烧瓶中加入蓖麻油多元醇10%～25% Wt、聚酯二元醇10％～30％Wt、双酚A聚醚多元醇5%～20% Wt、阻燃增塑剂5％~25％Wt，加热至100-120℃，并在真空下状态搅拌脱水1-2小时，然后降温至60℃，加入到行星搅拌动混机中；再加入阻燃无机填料30％～60％Wt、偶联剂0.5％～3％Wt，催化剂0.1％～0.5％Wt在真空状态下搅拌2小时，出料；B组分为液化二苯基甲烷二异氰酸酯、或液化二苯基甲烷二异氰酸酯与多亚甲基多苯基多异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物；A组分和B组分的比例为：A׃B=6׃1 。

本发明通过使用含苯环的双酚A聚醚多元醇，提高了胶粘剂的刚性，配合较大分子量的多元醇的使用，制造出强度高、韧性好、粘接性能优异的产品。

本发明通过阻燃填料与阻燃增塑剂的配合使用，使固化物的阻燃效率更高，燃烧等级达到DIN 5510-2-2009 标准的S-4 级；通过不含卤素的阻燃增塑剂的使用，烟气毒性 FED≤1 （DIN 5510-2-2009）。

本发明通过使用具有刚性苯环的双酚A聚醚多元醇与聚酯多元醇、阻燃增塑剂等配合使用，制备出一种同时具备环保、固化后粘接强度高、韧性好、阻燃效果好等特征双组分聚氨酯胶粘剂，解决高速铁路客车及轨道交通车辆车身部分结构粘接的问题。本发明主要应用于轨道客车车身部分金属、木材等材料的自粘和互粘。

具体实施方式

下列实施例将更详细介绍本发明，但本发明不局限于此。

实施例1：

在三口烧瓶中加入蓖麻油多元醇13.2% Wt、聚酯多元醇（羟值为167mgKOH/g、分子量为1000）12.2％Wt、双酚A聚醚多元醇（羟值为270mgKOH/g、分子量为450）5.4%Wt、阻燃增塑剂甲基磷酸二甲酯11.4％Wt，加热至120℃，并在真空下状态脱水2小时，然后降温至60℃，加入到行星搅拌动混机中，再加入氢氧化铝57.0％Wt、端环氧基硅烷偶联剂0.58％Wt，有机金属催化剂0.25％Wt在真空状态下搅拌2小时，出料，即为A组分。B组分为液化多亚甲基多苯基多异氰酸酯。按照A׃B=6׃1 （质量比）充分混合后即可使用。

实施例2：

在三口烧瓶中加入蓖麻油多元醇19.4% Wt、聚酯多元醇（羟值为120mgKOH/g、分子量为1540）21.5％Wt、双酚A聚醚多元醇（羟值200mgKOH/g、分子量为658）6.5% Wt、阻燃增塑剂乙基磷酸二乙酯8.6％Wt，加热至120℃，并在真空下状态脱水2小时，然后降温至60℃，加入到行星搅拌动混机中，再加入氢氧化镁21.5％Wt、氢氧化铝21.5％Wt、端环氧基硅烷偶联剂0.7％Wt，有机金属催化剂0.3％Wt等在真空状态下搅拌2小时，出料，即为A组分。B组分为液化二苯基甲烷二异氰酸酯50％Wt和二苯基甲烷二异氰酸酯50％Wt的混合物。按照A׃B=6׃1 （质量比）充分混合后即可使用。

实施例3：

在三口烧瓶中加入蓖麻油多元醇20.8% Wt、聚酯多元醇（羟值为76mgKOH/g、分子量为2000）10.4％Wt、双酚A聚醚多元醇（羟值为270mgKOH/g、分子量为450）10.4% Wt、阻燃增塑剂磷酸三异丙基苯酯12.7％Wt，加热至120℃，并在真空下状态脱水2小时，然后降温至60℃，加入到行星搅拌动混机中，再加入氢氧化镁44.8％Wt、端环氧基硅烷偶联剂0.9％Wt，有机金属催化剂0.1％Wt等在真空状态下搅拌2小时，出料，即为A组分。B组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯50％Wt和液化二苯基甲烷二异氰酸酯50％Wt的混合物。按照A׃B=6׃1 （质量比）充分混合后即可使用。

实施例4：

在三口烧瓶中加入蓖麻油多元醇11.8% Wt、聚酯多元醇（羟值为167mg KOH/g、分子量为1000）12.8％Wt、双酚A聚醚多元醇（羟值为290mgKOH/g、分子量为400）11.8% Wt、阻燃增塑剂乙基磷酸二乙酯5.7％Wt、磷酸三异丙基苯酯6.6％Wt，加热至100-120℃，并在真空下状态脱水2小时，然后降温至60℃，加入到行星搅拌动混机中，再加入氢氧化镁50.6％Wt、端环氧基硅烷偶联剂0.6％Wt，有机金属催化剂0.1％Wt等在真空状态下搅拌2小时，出料，即为A组分。B组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯25％Wt和液化二苯基甲烷二异氰酸酯75％Wt的混合物。按照A׃B=6׃1 （质量比）充分混合后即可使用。

性能测试：

剪切强度按照《GB 7124-86 胶粘剂拉伸剪切强度测定方法(金属对金属)》进行测试；拉伸强度和断裂伸长率按照《GB /T 1040-92 塑料拉伸性能测试方法》进行测试；硬度按照《GB/T531-1999橡胶袖珍硬度计压入硬度实验方法》进行测试；阻燃性按照《GB / T 13488-92 橡胶燃烧性能测定》进行测试。

Claims

1.一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶，其特征在于：该胶粘剂由A、B两组分组成，A׃B=6׃1 Wt；其中A组分包括蓖麻油多元醇10%～35% Wt、聚酯多元醇10%～40% Wt、双酚A聚醚多元醇5%～30% Wt 、阻燃增塑剂5%~25％Wt、阻燃无机填料30％～60％Wt、偶联剂0.5％～3％Wt、催化剂0.1％～0.5％Wt； B组分为包含液化二苯基甲烷二异氰酸酯的异氰酸酯固化剂。

2.根据权利要求1所述的一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶，其特征在于：所述的A组分包括蓖麻油多元醇10%～25% Wt、聚酯多元醇10％～30％Wt、双酚A聚醚多元醇5%～20% Wt、阻燃增塑剂5%~25％Wt、阻燃无机填料30％～60％Wt、偶联剂0.5％～3％Wt、催化剂0.1％～0.5％Wt。

3.根据权利要求1或2所述的一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶，其特征在于：所述的聚酯多元醇为聚酯二元醇，其相对分子质量为500～3000，其羟值为30～300mgKOH/g。

4.根据权利要求3所述的一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶，其特征在于：所述的聚酯二元醇相对分子质量为1000～2000，羟值为100～200mgKOH/g。

5.根据权利要求1或2所述的一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶，其特征在于：所述的双酚A聚醚多元醇其相对分子质量为400～1000，其羟值为100～500mgKOH/g。

6.根据权利要求1或2所述的一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶，其特征在于：所述的双酚A聚醚多元醇的相对分子质量为400～700，其羟值为100～300mgKOH/g。

7.根据权利要求1或2所述的一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶，其特征在于：所述的A组分中阻燃增塑剂为不含卤素的磷酸酯类阻燃增塑剂，包括甲基磷酸二甲酯、乙基磷酸二乙酯或其混合物。

8.根据权利要求1或2所述的一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶，其特征在于：所述的阻燃增塑剂为磷酸三异丙基苯酯。

9.根据权利要求1或2所述的一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶，其特征在于：所述的A组分中阻燃无机填料为氢氧化铝、氢氧化镁或其混合物。

10.根据权利要求1或2所述的一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶，其特征在于：所述的A组分中偶联剂为端环氧基硅烷偶联剂。

11.根据权利要求1或2所述的一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶，其特征在于：所述的A组分中催化剂为有机金属催化剂。

12.根据权利要求1或2所述的一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶，其特征在于：所述的B组分中异氰酸酯固化剂为液化二苯基甲烷二异氰酸酯，或液化二苯基甲烷二异氰酸酯与多亚甲基多苯基多异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯的混合物。

13.一种制备权利要求1所述的一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶的方法，其特征在于A组分的制备方法为：在三口烧瓶中加入蓖麻油多元醇10%～35% Wt、聚酯多元醇10％～40％Wt、双酚A聚醚多元醇5%～30% Wt、阻燃增塑剂5％~25％Wt，加热至100-120℃，并在真空下状态搅拌脱水1-2小时，然后降温至60℃，加入到行星搅拌动混机中；再加入阻燃无机填料30％～60％Wt、偶联剂0.5％～3％Wt，催化剂0.1％～0.5％Wt在真空状态下搅拌2小时，出料；B组分为包含液化二苯基甲烷二异氰酸酯的异氰酸酯固化剂；A组分和B组分的比例为：A׃B=6׃1。