CN104861921A - 一种单组份弹性聚氨酯密封胶的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单组份弹性聚氨酯密封胶的制备方法，该密封胶以重量份计由下列组份组成：聚氨酯预聚体100份，邻苯二甲酸脂60-70份，轻钙18-22份，重钙25-27份，纳米TiO₂粉4-6份，-200目SiC粉4-6份，膨润土5-7份，辛酸亚锡0.5-0.7份，环氧类硅烷0.5-1.5份，氨基类硅烷0.5-1.5份，所述的制备方法为：1)将以重量份计为65-75份的聚氧化丙烯二元醇、10-15份的聚氧化丙烯三元醇、0.5-2份的己二醇、12-14份的4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯以及0.1-0.5份的二月桂酸二丁基锡，在氮气保护下约110-120℃下反应得到聚氨酯预聚体；2)将环氧类硅烷和氨基类硅烷混合，放置约15-18小时以上；然后，加入聚氨酯预聚体、邻苯二甲酸脂，轻钙，重钙，纳米TiO₂粉，-200目SiC，膨润土和辛酸亚锡在真空状态下混合而成膏状密封胶。

Description

一种单组份弹性聚氨酯密封胶的制备方法

技术领域

本发明涉及密封材料技术领域，特别涉及一种单组份弹性聚氨酯密封胶的制备方法。

背景技术

密封胶是用来填充空隙(孔洞、接头、接缝等)的材料。无定形密封胶是密封材料的主体，种类有有机硅(包括改性有机硅)类、聚氨酯类、聚硫橡胶类、丙烯酸酯类、SBR橡胶类、丁基橡胶类、沥青、油性嵌缝胶类等，最早使用的密封胶有沥青类、油性嵌缝胶等。而用于填充须经受震动或热涨冷缩等所致具有伸缩性的间隙，则必须采用弹性密封胶。30多年来，弹性密封胶在建筑、土木、汽车、船舶、电气通讯等许多工业、民用领域中的应用越来越广泛，其中建筑用密封胶需求量最大。弹性密封胶是将粘接和密封两种功能集于一身的产品。其中性能较好的三类高档弹性密封胶分别是有机硅密封胶、聚硫密封胶和聚氨酯密封胶。其中聚氨酯密封胶的综合性能较好，价格适中，这为其在建筑中的广泛使用提供了有利条件。

聚氨酯密封胶(polyurethanesealant)系以聚氨酯橡胶及聚氨酯预聚体为主要成分的密封胶。此类密封胶具有高的拉伸强度、优良的弹性、耐磨性、耐油性和耐寒性。可分为加热硫化型、室温硫化型和热熔型三种。其中室温硫化型又有单组分和双组分之分。聚氨酯密封胶广泛用于建筑物、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。

中国专利93118939.X公开了一种聚氨酯密封胶组合物，它包括(1)异氰酸酯官能度至少为2.0，分子量至少为约2000的尿烷预聚体；和(2)仲氨基-烷氧基硅烷和每分子平均至少含有1个硅烷基团和至少一个异氰酸酯基团，并且分子量低于约2,000的聚异氰酸酯的反应产物。当在使用密封胶之前，在玻璃基体表面没有底涂其他底漆组合物时，本发明密封胶尤其适用于粘结玻璃和金属基体。

中国专利200310112706.9公开了一种主要应用于高档聚氨酯密封胶以及改性聚氨酯树脂的含异氰酸酯基团的硅烷的制备方法，主要包括如步骤：(1)采用氨基硅烷和碳酸酯为原料，在碱性催化剂作用下反应生成含硅基有机氨基甲酸酯的混合物；(2)然后用中和试剂中和上述的反应混合物；(3)将上述混合物过滤后，得到含硅基有机氨基甲酸酯的清液；(4)最后对上述的清液进行减压精馏裂解，制得含异氰酸酯基团的硅烷。本发明的优点是：工艺路线简单，原料价廉易得，毒性低；同时少量固体盐形成，基本对环境没有什么污染。产品含异氰酸酯基团的硅烷的纯度大于98％，收率在90％以上，反应选择性高，达97％以上。

中国专利200510041086.3公开了一种单组份湿固化硅氧烷改性聚氨酯密封胶及其制备方法属密封胶技术领域。其原料组分及其重量百分比为：增塑剂15-30、二苯基甲烷二异氰3-10、聚醚20-30、氧化钙1-4、吸水剂0.2-0.5、碳黑10-20、碳酸钙10-20、二氧化硅1-5、硅烷偶联剂KH-550 0.1-0.4、异佛尔酮二异氰酸酯0.1-2、硅烷偶联剂KH-560 0.2-0.6、二月桂酸二丁基锡0.01-0.04、α，ω-二(4-羟丁基)聚二甲基硅氧烷5-12、双吗林二乙基醚0.1-0.4。该发明提供一种具有优良的柔韧性、粘结性、耐磨性、耐热性、耐寒性、耐水性以及电器绝缘性，能够满足对多种基材进行良好粘接的单组份湿固化硅氧烷改性聚氨酯密封胶及其制备方法。

中国专利申请200710028760.3公开了一种纳米有机蒙脱土改性端硅烷基有机硅改性聚氨酯型密封胶及其制备方法。其包括以下重量份的组分：端硅烷基有机硅改性聚醚型聚氨酯100份；纳米有机蒙脱土5～20份；无机填料5～150份；催化剂0.2～1.5份；其将纳米有机蒙脱土插层技术引入到端硅烷基聚氨酯密封胶的制备中，由于纳米有机蒙脱土和聚合物基体之间的强的界面相互作用，同时实现端硅烷基聚氨酯密封胶增强和增韧的效果；另外，其拉伸强度和断裂伸长率较未添加蒙脱土的都有较大提高。

现有聚氨酯密封胶也有一些缺点。如：单组分胶贮存稳定性受包装及外界影响较大、通常固化较慢；含有挥发性溶剂，固含量不够；许多场合需底涂剂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种单组份弹性聚氨酯密封胶的制备方法

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种单组份弹性聚氨酯密封胶的制备方法，该密封胶以重量份计由下列组份组成：聚氨酯预聚体100份，邻苯二甲酸脂60-70份，轻钙18-22份，重钙25-27份，纳米TiO₂粉4-6份，-200目SiC粉4-6份，膨润土5-7份，辛酸亚锡0.5-0.7份，环氧类硅烷0.5-1.5份，氨基类硅烷0.5-1.5份，所述的制备方法为：

1)将以重量份计为65-75份的聚氧化丙烯二元醇、10-15份的聚氧化丙烯三元醇、0.5-2份的己二醇、12-14份的4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯以及0.1-0.5份的二月桂酸二丁基锡，在氮气保护下约110-120℃下反应得到聚氨酯预聚体；

2)将环氧类硅烷和氨基类硅烷混合，放置约15-18小时以上；然后，加入聚氨酯预聚体、邻苯二甲酸脂，轻钙，重钙，纳米TiO₂粉，-200目SiC，膨润土和辛酸亚锡在真空状态下混合而成膏状密封胶。

本发明通过对现有技术的填料进行了如下改进大幅提高了玻璃胶的性能，获得了有益的技术效果：

优化填料组成，其中包括如下方面：a.选择组分：确定轻钙、重钙、纳米TiO₂粉、SiC和膨润土作为填料；b.确定含量：轻钙18-22份，重钙25-27份，纳米TiO₂粉4-6份，-200目SiC粉4-6份，膨润土5-7份；c.确定粒度，包括采用纳米TiO₂粉，并限定SiC的粒度为-200目，其中纳米TiO₂粉尤为选择的重点，通常微米级TiO₂粉作为颜料(钛白粉)或填料起到的作用众所周知，但添加纳米TiO₂粉后，对性能有极大幅度的提升，已经超越了颜料和填料的范畴，对整个玻璃胶的综合性能起了重要的影响。实验表明，上述组分的选取、含量的确定以及粒度的选择具有相互协调的作用关系，增加其他组分或减少某种组分、含量以及粒度的变动均达不到本申请要达到的性能指标。

本发明具有如下有益效果：

1)本发明的聚氨酯密封胶弹性好，具有优良回弹性，可适合于动态接缝；

2)本发明的聚氨酯密封胶具有优良的耐磨性，硬度(肖氏A)达38-40；低温柔软性好，断裂伸长率(％)达280-320；机械强度大，拉伸强度(MPa)达2.5-2.7；粘接性好；耐候性好，使用寿命可长达15～20年。

具体实施方式

实施例一

一种单组份弹性聚氨酯密封胶的制备方法，该密封胶以重量份计由下列组份组成：聚氨酯预聚体100份，邻苯二甲酸脂60份，轻钙22份，重钙25份，纳米TiO₂粉6份，-200目SiC粉4份，膨润土7份，辛酸亚锡0.5份，环氧类硅烷1.5份，氨基类硅烷0.5份，所述的制备方法为：

1)将以重量份计为65份的聚氧化丙烯二元醇、15份的聚氧化丙烯三元醇、0.5份的己二醇、14份的4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯以及0.1份的二月桂酸二丁基锡，在氮气保护下120℃下反应得到聚氨酯预聚体；

2)将环氧类硅烷和氨基类硅烷混合，放置15小时以上；然后，加入聚氨酯预聚体、邻苯二甲酸脂，轻钙，重钙，纳米TiO₂粉，-200目SiC，膨润土和辛酸亚锡在真空状态下混合而成膏状密封胶。

实施例二

一种单组份弹性聚氨酯密封胶的制备方法，该密封胶以重量份计由下列组份组成：聚氨酯预聚体100份，邻苯二甲酸脂70份，轻钙18份，重钙27份，纳米TiO₂粉4份，-200目SiC粉6份，膨润土5份，辛酸亚锡0.7份，环氧类硅烷0.5份，氨基类硅烷1.5份，所述的制备方法为：

1)将以重量份计为75份的聚氧化丙烯二元醇、10份的聚氧化丙烯三元醇、2份的己二醇、12份的4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯以及0.5份的二月桂酸二丁基锡，在氮气保护下约110℃下反应得到聚氨酯预聚体；

2)将环氧类硅烷和氨基类硅烷混合，放置约18小时以上；然后，加入聚氨酯预聚体、邻苯二甲酸脂，轻钙，重钙，纳米TiO₂粉，-200目SiC，膨润土和辛酸亚锡在真空状态下混合而成膏状密封胶。

实施例三

一种单组份弹性聚氨酯密封胶的制备方法，该密封胶以重量份计由下列组份组成：聚氨酯预聚体100份，邻苯二甲酸脂65份，轻钙20份，重钙26份，纳米TiO₂粉5份，-200目SiC粉5份，膨润土6份，辛酸亚锡0.6份，环氧类硅烷1份，氨基类硅烷1份，所述的制备方法为：

1)将以重量份计为70份的聚氧化丙烯二元醇、13份的聚氧化丙烯三元醇、1.4份的己二醇、13份的4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯以及0.3份的二月桂酸二丁基锡，在氮气保护下约115℃下反应得到聚氨酯预聚体；

2)将环氧类硅烷和氨基类硅烷混合，放置约17小时以上；然后，加入聚氨酯预聚体、邻苯二甲酸脂，轻钙，重钙，纳米TiO₂粉，-200目SiC，膨润土和辛酸亚锡在真空状态下混合而成膏状密封胶。

实施例一至三的密封胶的性能指标如下：

实施例	一	二	三
				硬度(肖氏A)	38	38.5	40
拉伸强度(MPa)	2.5	2.4	2.7
				断裂伸长率(％)	280	290	320

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (1)

1.一种单组份弹性聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于，该密封胶以重量份计由下列组份组成：聚氨酯预聚体100份，邻苯二甲酸脂60-70份，轻钙18-22份，重钙25-27份，纳米TiO₂粉4-6份，-200目SiC粉4-6份，膨润土5-7份，辛酸亚锡0.5-0.7份，环氧类硅烷0.5-1.5份，氨基类硅烷0.5-1.5份，所述的制备方法为：

1)将以重量份计为65-75份的聚氧化丙烯二元醇、10-15份的聚氧化丙烯三元醇、0.5-2份的己二醇、12-14份的4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯以及0.1-0.5份的二月桂酸二丁基锡，在氮气保护下约110-120℃下反应得到聚氨酯预聚体；

2)将环氧类硅烷和氨基类硅烷混合，放置约15-18小时以上；然后，加入聚氨酯预聚体、邻苯二甲酸脂，轻钙，重钙，纳米TiO₂粉，-200目SiC，膨润土和辛酸亚锡在真空状态下混合而成膏状密封胶。