CN104893642A - 一种高强阻燃聚氨酯密封胶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强阻燃聚氨酯密封胶，所述密封胶由A、B组分组成，以重量份表示，其中组分A有下列组份组成：聚氨酯预聚物60-70份，硬脂酸3-5份，-200目氧化硅22-24份，纳米钛白粉12-14份，-400目二氧化锆18-20份、增塑剂6-8份、增粘剂12-14份、阻燃氢氧化铝3-5份、阻燃硼酸锌5-7份、三聚氰胺氰尿酸盐6-8份；组分B由下列组份组成：二氧化锰40-50份、增塑剂12-16份、二氧化碲10-12份，二丁基二硫代氨基甲酸钠7-9份，高岭土20-24份，白炭黑22-26份；所述A、B组分的重量配比为A∶B＝3-4∶1，其中所述聚氨酯预聚物由下述方法制备：所述聚氨酯预聚物由端巯基聚氨酯液体橡胶、聚氨酯预聚体I和聚氨酯预聚体II三部分按照1∶1∶1混合组成。
Description
技术领域
本发明涉及建筑密封材料领域，特别涉及一种高强阻燃聚氨酯密封胶。
背景技术
硅烷改性聚氨酯是一种新型材料，它同时具有聚氨酯和有机硅材料的优点，具有耐湿热、耐油、耐化学品、耐磨、良好的储存稳定性等优异性能，近些年在欧洲广泛应用于制备高性能室温硫化密封剂。与传统聚氨酯密封剂相比，硅烷改性聚氨酯在固化机理、性能和使用方面有明显的优势：从固化机理上讲，硅烷改性聚氨酯是在催化剂的作用下，硅烷的烷氧基与湿气进行水解和缩合，形成稳定的硅氧烷(Si-O-Si)三维网络结构，它克服了单组分聚氨酯靠异氰酸根与湿气反应固化，反应过程因放出二氧化碳而形成气泡的弱点；从使用来看，硅烷改性聚氨酯不需要底涂剂就能与无孔材料表面牢固粘接。
硅烷改性聚氨酯自身强度不高，一般拉伸强度不到1MPa，如果用于制备密封胶，必须添加补强填料，向密封胶中添加填料可以增加材料的物理、机械等性能。
阻燃密封胶主要用于有较大位移的各种贯穿物如电缆、风管、油管、气管等穿过墙壁、楼板时形成的各种开口及电缆桥架的防火分隔。但目前使用的多数阻燃密封胶附着力和弹性差，在贯穿物受外界因素影响如温度变化、振动等易使阻燃密封胶与贯穿物或开口壁间形成缝隙，造成防火失效而需要重新换阻燃密封胶，费用较大。如03117403.5号中国专利，公开了一种“中性硅酮防火密封胶及其制造方法”，其阻燃硅酮密封胶尽管能阻燃，但遇火时膨胀性较差，如有贯穿件或开口壁间形成缝隙时，防火阻燃密封效果不好，生产成本较高。目前随着建筑物安全性要求的提高，要求建筑材料有很好的阻燃性。
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高强阻燃聚氨酯密封胶。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高强阻燃聚氨酯密封胶，所述密封胶由A、B组分组成，以重量份表示，其中组分A有下列组份组成：聚氨酯预聚物60-70份，硬脂酸3-5份，-200目氧化硅22-24份，纳米钛白粉12-14份，-400目二氧化锆18-20份、增塑剂6-8份、增粘剂12-14份、阻燃氢氧化铝3-5份、阻燃硼酸锌5-7份、三聚氰胺氰尿酸盐6-8份；组分B由下列组份组成：二氧化锰40-50份、增塑剂12-16份、二氧化碲10-12份，二丁基二硫代氨基甲酸钠7-9份，高岭土20-24份，白炭黑22-26份；所述A、B组分的重量配比为A∶B＝3-4∶1；其中所述聚氨酯预聚物由下述方法制备：所述聚氨酯预聚物由端巯基聚氨酯液体橡胶、聚氨酯预聚体I和聚氨酯预聚体II三部分按照1∶1∶1混合组成；所述端巯基聚氨酯液体橡胶是以全合成聚氨酯为主链、巯基封端的液体橡胶，25℃粘度为42.0×104-50.0×104mPa·s，巯基质量百分含量为1.0-2.0％，残留异氰酸根的质量百分含量≤0.15％；所述聚氨酯预聚体I为将缩二脲多异氰酸酯与聚醚多元醇在105-110℃反应制得，其中缩二脲多异氰酸酯与聚醚多元醇的质量比为30∶1；所述聚氨酯预聚体II为将分子质量在6500-7500之间的聚四氢呋喃二醇和分子质量在8500-10000之间的聚氧化丙烯三醇进行混合，二者的比例为1∶3.5，在120℃的温度下、小于0.1MPa的真空下干燥1小时，然后降温至75℃再加入占上述混合物质量百分比18％的异氰酸酯和占上述混合物质量百分比0.2％的二月桂酸二丁基锡，反应3小时，制得聚氨酯预聚物II。
其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的任一种或两种；
其中，所述增粘剂为辛基酚醛增粘树脂、烷基酚醛增粘树脂、叔丁基酚醛增粘树脂、液态环氧树脂、C5石油树脂和液体古马隆树脂中的任一种，或任两种。
所述密封胶可以采用但不限于下述方法制备：
1)A组份的制备：将A组分中的阻燃氢氧化铝、阻燃硼酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐和聚氨酯预聚物加入到捏合机中，在真空度为0.03-0.05MPa的真空下、1050-1100r/min搅拌速度下搅拌60-90min；然后依次加入硬脂酸、-200目氧化硅，纳米钛白粉，-400目二氧化锆、增塑剂、增粘剂，然后将搅拌速度降低至300-400r/min，搅拌120-150min，挤出，得A组分；
2)B组分的制备：将B组分中的各物质依次加入到捏合机中，在300-400r/min拌速度下搅拌40-60min，挤出、研磨，得B组分。
本发明的有益效果为：
1)本发明优选基础胶的组配，混合三种聚氨酯的预聚物，并按照1∶1∶1的比列进行调配，发挥三种预聚物的各自优点，达到协同效果，使得基础胶的综合性能优异，保证了较高的力学性能的实现，并为阻燃剂的融合提供良好的依托。
2)本发明通过A组分中填料的优化，精选了氧化硅、二氧化钛和二氧化锆三种组分，使得三种组分分别起到不同的作用，其中氧化硅提高胶体强度，纳米二氧化钛提高胶体整体综合性能，其效果远超微米级二氧化钛，与阻燃剂搭配可起到协同阻燃作用，二氧化锆提高胶体的耐高温属性，使其在较高温度下依然保持较好的阻燃效果，实验表明三种填料的粒度对胶体性能具有巨大的影响，采用非纳米二氧化钛或者-200目氧化硅或者非-400目二氧化锆均导致性能的劣化。
3)精选与基础胶搭配的阻燃剂，并在大量实验的基础上确定了各自含量：阻燃氢氧化铝3-5份、阻燃硼酸锌5-7份、三聚氰胺氰尿酸盐6-8份，使得本发明制备的密封胶防火指标均达到GA161-1997《防火封堵材料的性能要求和实验方法》的技术要求。
4)本发明制备的密封胶固化后附着力强、弹性好、密封性好、耐侯性好、能保持接缝的长久密封。
5)本发明的密封胶对环境和人体无害，是一种环保型产品。
具体实施方式
以下实施例一至三中的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的任一种或两种；增粘剂为辛基酚醛增粘树脂、烷基酚醛增粘树脂、叔丁基酚醛增粘树脂、液态环氧树脂、C5石油树脂和液体古马隆树脂中的任一种，或任两种。
以下实施例一至三中的A组分中的聚氨酯预聚物均采用如下方法制备：所述聚氨酯预聚物由端巯基聚氨酯液体橡胶、聚氨酯预聚体I和聚氨酯预聚体II三部分按照1∶1∶1混合组成；所述端巯基聚氨酯液体橡胶是以全合成聚氨酯为主链、巯基封端的液体橡胶，25℃粘度为42.0×104-50.0×104mPa·s，巯基质量百分含量为1.0-2.0％，残留异氰酸根的质量百分含量≤0.15％；所述聚氨酯预聚体I为将缩二脲多异氰酸酯与聚醚多元醇在105-110℃反应制得，其中缩二脲多异氰酸酯与聚醚多元醇的质量比为30∶1；所述聚氨酯预聚体II为将分子质量在6500-7500之间的聚四氢呋喃二醇和分子质量在8500-10000之间的聚氧化丙烯三醇进行混合，二者的比例为1∶3.5，在120℃的温度下、小于0.1MPa的真空下干燥1小时，然后降温至75℃再加入占上述混合物质量百分比18％的异氰酸酯和占上述混合物质量百分比0.2％的二月桂酸二丁基锡，反应3小时，制得聚氨酯预聚物II。
实施例一
一种高强阻燃聚氨酯密封胶，所述密封胶由A、B组分组成，以重量份表示，其中组分A有下列组份组成：聚氨酯预聚物60份，硬脂酸5份，-200目氧化硅22份，纳米钛白粉14份，-400目二氧化锆18份、增塑剂8份、增粘剂12份、阻燃氢氧化铝5份、阻燃硼酸锌5份、三聚氰胺氰尿酸盐8份；组分B由下列组份组成：二氧化锰40份、增塑剂16份、二氧化碲10份，二丁基二硫代氨基甲酸钠9份，高岭土20份，白炭黑26份；所述A、B组分的重量配比为A∶B＝3∶1。
实施例二
一种高强阻燃聚氨酯密封胶，所述密封胶由A、B组分组成，以重量份表示，其中组分A有下列组份组成：聚氨酯预聚物70份，硬脂酸3份，-200目氧化硅24份，纳米钛白粉12份，-400目二氧化锆20份、增塑剂6份、增粘剂14份、阻燃氢氧化铝3份、阻燃硼酸锌7份、三聚氰胺氰尿酸盐6份；组分B由下列组份组成：二氧化锰50份、增塑剂12份、二氧化碲12份，二丁基二硫代氨基甲酸钠7份，高岭土24份，白炭黑22份；所述A、B组分的重量配比为A∶B＝4∶1。
实施例三
一种高强阻燃聚氨酯密封胶，所述密封胶由A、B组分组成，以重量份表示，其中组分A有下列组份组成：聚氨酯预聚物65份，硬脂酸4份，-200目氧化硅23份，纳米钛白粉13份，-400目二氧化锆19份、增塑剂7份、增粘剂13份、阻燃氢氧化铝4份、阻燃硼酸锌6份、三聚氰胺氰尿酸盐7份；组分B由下列组份组成：二氧化锰45份、增塑剂14份、二氧化碲11份，二丁基二硫代氨基甲酸钠8份，高岭土22份，白炭黑24份；所述A、B组分的重量配比为A∶B＝3.5∶1。
上述实施例一至三制备的密封胶的性能如下：
| 项目 | 标准 | 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 |
| 阻燃性 | FV-0 | FV-0 | FV-0 | |
| 表干时间 | ≤24h | 2 | 1.5 | 1.2 |
| 下垂度 | ≤3mm | 1 | 0.5 | 0 |
| 挤出性 | ≥80ml/min | 180 | 170 | 200 |
| 23℃拉伸模量 | ＞0.4MPa | 2.7 | 2.5 | 3.2 |
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 (3)
1.一种高强阻燃聚氨酯密封胶，其特征在于：所述密封胶由A、B组分组成，以重量份表示，其中组分A有下列组份组成：聚氨酯预聚物60-70份，硬脂酸3-5份，-200目氧化硅22-24份，纳米钛白粉12-14份，-400目二氧化锆18-20份、增塑剂6-8份、增粘剂12-14份、阻燃氢氧化铝3-5份、阻燃硼酸锌5-7份、三聚氰胺氰尿酸盐6-8份；组分B由下列组份组成：二氧化锰40-50份、增塑剂12-16份、二氧化碲10-12份，二丁基二硫代氨基甲酸钠7-9份，高岭土20-24份，白炭黑22-26份；所述A、B组分的重量配比为A∶B＝3-4∶1，其中所述聚氨酯预聚物由下述方法制备：所述聚氨酯预聚物由端巯基聚氨酯液体橡胶、聚氨酯预聚体I和聚氨酯预聚体II三部分按照1∶1∶1混合组成；所述端巯基聚氨酯液体橡胶是以全合成聚氨酯为主链、巯基封端的液体橡胶，25℃粘度为42.0×104-50.0×104mPa·s，巯基质量百分含量为1.0-2.0％，残留异氰酸根的质量百分含量≤0.15％；所述聚氨酯预聚体I为将缩二脲多异氰酸酯与聚醚多元醇在105-110℃反应制得，其中缩二脲多异氰酸酯与聚醚多元醇的质量比为30∶1；所述聚氨酯预聚体II为将分子质量在6500-7500之间的聚四氢呋喃二醇和分子质量在8500-10000之间的聚氧化丙烯三醇进行混合，二者的比例为1∶3.5，在120℃的温度下、小于0.1MPa的真空下干燥1小时，然后降温至75℃再加入占上述混合物质量百分比18％的异氰酸酯和占上述混合物质量百分比0.2％的二月桂酸二丁基锡，反应3小时，制得聚氨酯预聚物II。
2.如权利要求1所述的一种高强阻燃聚氨酯密封胶，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的任一种或两种。
3.如权利要求1-2所述的一种高强阻燃聚氨酯密封胶，其特征在于，所述增粘剂为辛基酚醛增粘树脂、烷基酚醛增粘树脂、叔丁基酚醛增粘树脂、液态环氧树脂、C5石油树脂和液体古马隆树脂中的任一种，或任两种。
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