CN106367011A - 建筑用单组份硅烷改性聚氨酯密封胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑用单组份硅烷改性聚氨酯密封胶，由包括以下重量百分比的原料反应得到：15～50％的硅烷改性聚氨酯预聚体、5～20％的增塑剂、2～5％的钛白粉、30～50％的纳米碳酸钙、1～5％的交联剂，1～3％的偶联剂、0.5～1.5％的光稳定剂、0.5～1.5％的紫外光吸收剂和0.1～1％的锡类催化剂；所述硅烷改性聚氨酯预聚体为异氰酸酯基三甲氧基硅烷改性聚氨酯预聚体、异氰酸酯基三乙氧基硅烷改性聚氨酯预聚体、苯胺甲基三乙氧基硅烷改性聚氨酯预聚体、丙胺甲基三乙氧基硅烷改性聚氨酯预聚体中的任意一种或者几种的混合。该密封胶成品表干时间短，蠕变回弹性能较单组份硅烷改性聚醚密封胶提高100％。

Description

建筑用单组份硅烷改性聚氨酯密封胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种单组份密封胶及其制备方法，特别是一种建筑用单组份硅烷改性聚氨酯密封胶及其制备方法。
背景技术
密封胶是一种用于填充构形间隙达到密封作用的材料，其可随密封面形状而变形，不易流淌。现有的聚氨酯密封胶，长期稳定贮存困难，固化时释放的二氧化碳易使密封层产生气孔，降低了材料的力学性能和材料的密封性能，当其用于油漆表面进行密封时，往往与油漆面反应，产生气泡而影响密封性能。因此中国专利CN104059592A公开了单组份硅烷改性聚醚密封胶，由包括以下重量百分比的原料反应得到：30～50％的硅烷改性聚醚预聚体、5～20％的增塑剂、2～5％的钛白粉、30～50％的碳酸钙、0.5～1.5％的偶联剂1、0.5～1.5％的偶联剂2、0.5～1.5％的稳定剂、0.5～1.5％的紫外光吸收剂、0.1～1％的催化剂U-220H；其中硅烷改性聚醚预聚体为乙基三甲基硅烷改性聚醚、乙基三乙基硅烷改性聚醚、丙基三甲氧基硅烷改性聚醚和丙基三乙氧基硅烷改性聚醚预聚体中的任意一种或者几种的组合。该密封胶提高了对玻璃的粘接性，解决了聚氨酯以及硅酮密封胶与油漆面反应起泡的问题。然而经申请人试验发现，该单组份硅烷改性聚醚密封胶蠕变性能较弱，易疲劳破坏而导致泄露。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种建筑用单组份硅烷改性聚氨酯密封胶，提高密封胶在油漆表面附着力同时增强蠕变回弹性能，避免密封胶疲劳失效。本发明的另一个目的是提供一种建筑用单组份硅烷改性聚氨酯密封胶的制备方法。
技术方案：本发明提供以下技术方案：一种建筑用单组份硅烷改性聚氨酯密封胶，由包括以下重量百分比的原料反应得到：15～50％的硅烷改性聚氨酯预聚体、5～20％的增塑剂、2～5％的钛白粉、30～50％的纳米碳酸钙、1～5％的交联剂，1～3％的偶联剂、0.5～1.5％的光稳定剂、0.5～1.5％的紫外光吸收剂和0.1～1％的锡类催化剂；所述硅烷改性聚氨酯预聚体为异氰酸酯基三甲氧基硅烷改性聚氨酯预聚体、异氰酸酯基三乙氧基硅烷改性聚氨酯预聚体、苯胺甲基三乙氧基硅烷改性聚氨酯预聚体、丙胺甲基三乙氧基硅烷改性聚氨酯预聚体中的任意一种或者几种的混合。
进一步的，所述交联剂为硅烷偶联剂A-171和/或A-151。
进一步的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、KH540、Dynasilan 1146和KH792中的任意一种或者几种的混合。
进一步的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异葵酯和邻苯二甲酸二辛酯中的任意一种或者几种的混合。
进一步的，所述光稳定剂为光稳定剂622、292、788、234、776和770中的任意一种或者几种的混合。
进一步的，所述紫外光吸收剂为UV-326、UV-327、UV-328、UV-329、UV-320和UV-770中的任意一种或者几种的混合。
优选的，所述锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡。
建筑用单组份硅烷改性聚氨酯密封胶的制备方法，包括如下步骤：
1)将硅烷改性聚氨酯预聚体、增塑剂及交联剂加入搅拌机中，在真空条件下混合0.5～2h，保持反应温度为50～70℃，搅拌速率为30～50r/min，得到母料；
2)随后向上述母料中加入钛白粉、纳米碳酸钙、光稳定剂、紫外光吸收剂，在真空条件下搅拌反应1～2h后得到反应过的混合料；
3)将上述反应过的混合料冷却至常温后添加偶联剂和锡类催化剂，真空搅拌15～45min后，制得密封胶成品。
优选的，所述步骤2)中，所述搅拌反应的温度100～120℃，搅拌速率为30～50r/min。
本发明技术方案采用硅烷改性聚氨酯预聚体为原料，其分子链上有氨基甲酸酯基团或者脲键，这两种基团都有比较强的极性，可有效解决密封胶在油漆表面附着力不佳的问题。另外建筑用单组份硅烷改性聚氨酯密封胶成品表干时间短，蠕变回弹性能较单组份硅烷改性聚醚密封胶提高100％。制备过程中初步混合的母料不含有反应性基团，可以长期储存，生产效率提高。
具体实施方式
实施例1
按重量百分比计准备以下组分原料：15％的硅烷改性聚氨酯预聚体、20％的增塑剂、5％的钛白粉、50％的纳米碳酸钙、5％的交联剂，1％的偶联剂、1.5％的光稳定剂、1.5％的紫外光吸收剂和1％的锡类催化剂。其中硅烷改性聚氨酯预聚体为异氰酸酯基三乙氧基硅烷改性聚氨酯预聚体和丙胺甲基三乙氧基硅烷改性聚氨酯预聚体质量比2︰1.5的混合物；增塑剂为邻苯二甲酸二异葵酯和邻苯二甲酸二辛酯质量比2︰1的混合物；交联剂为硅烷偶联剂A-171；偶联剂为硅烷偶联剂KH550和KH792质量比1.5︰1的混合物；光稳定剂为光稳定剂292；紫外光吸收剂为UV-329和UV-328质量比1︰2.5的混合物；锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡；
采用如下过程制备：
1)将硅烷改性聚氨酯预聚体、增塑剂及交联剂加入搅拌机中，在真空条件下混合2h，保持反应温度为70℃，搅拌速率为45r/min，得到母料；
2)随后向上述母料中加入钛白粉、纳米碳酸钙、光稳定剂、紫外光吸收剂，在真空条件下搅拌反应1h后得到反应过的混合料；搅拌反应的温度100℃，搅拌速率为45r/min；
3)将上述反应过的混合料冷却至常温后添加偶联剂和锡类催化剂，真空搅拌40min后，制得密封胶成品。
实施例2
按重量百分比计准备以下组分原料：45％的硅烷改性聚氨酯预聚体、5％的增塑剂、4％的钛白粉、40％的纳米碳酸钙、1％的交联剂、3％的偶联剂、1％的光稳定剂、0.9％的紫外光吸收剂和0.1％的锡类催化剂。其中硅烷改性聚氨酯预聚体为异氰酸酯基三甲氧基硅烷改性聚氨酯预聚体；增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯和邻苯二甲酸二辛酯质量比1︰2的混合物；交联剂为硅烷偶联剂A-151；偶联剂为硅烷偶联剂KH540；光稳定剂为光稳定剂776；紫外光吸收剂为UV-329、UV-328和UV-770质量比1︰1︰1的混合物；锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡；
采用如下过程制备：
1)将硅烷改性聚氨酯预聚体、增塑剂及交联剂加入搅拌机中，在真空条件下混合2h，保持反应温度为50℃，搅拌速率为40r/min，得到母料；
2)随后向上述母料中加入钛白粉、纳米碳酸钙、光稳定剂、紫外光吸收剂，在真空条件下搅拌反应2h后得到反应过的混合料；搅拌反应的温度110℃，搅拌速率为40r/min；
3)将上述反应过的混合料冷却至常温后添加偶联剂和锡类催化剂，真空搅拌15min后，制得密封胶成品。
实施例3
按重量百分比计准备以下组分原料：50％的硅烷改性聚氨酯预聚体、10％的增塑剂、2％的钛白粉、30％的纳米碳酸钙、4％的交联剂，2％的偶联剂、0.5％的光稳定剂、0.5％的紫外光吸收剂和1％的锡类催化剂。其中硅烷改性聚氨酯预聚体为苯胺甲基三乙氧基硅烷改性聚氨酯预聚体；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；交联剂为硅烷偶联剂A-151和A-171质量比1︰1的混合物；偶联剂为Dynasilan 1146；光稳定剂为光稳定剂776和234质量比1︰1的混合物；紫外光吸收剂为UV-320；锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡；
采用如下过程制备：
1)将硅烷改性聚氨酯预聚体、增塑剂及交联剂加入搅拌机中，在真空条件下混合1h，保持反应温度为60℃，搅拌速率为35r/min，得到母料；
2)随后向上述母料中加入钛白粉、纳米碳酸钙、光稳定剂、紫外光吸收剂，在真空条件下搅拌反应1h后得到反应过的混合料；搅拌反应的温度120℃，搅拌速率为35r/min；
3)将上述反应过的混合料冷却至常温后添加偶联剂和锡类催化剂，真空搅拌20min后，制得密封胶成品。
实施例4
按重量百分比计准备以下组分原料：36％的硅烷改性聚氨酯预聚体、18％的增塑剂、4.5％的钛白粉、34％的纳米碳酸钙、3.5％的交联剂，1.5％的偶联剂、1％的光稳定剂、1％的紫外光吸收剂和0.5％的锡类催化剂。其中硅烷改性聚氨酯预聚体为异氰酸酯基三乙氧基硅烷改性聚氨酯预聚体和苯胺甲基三乙氧基硅烷改性聚氨酯预聚体质量比2︰1的混合物；增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯；交联剂为硅烷偶联剂A-151和A-171质量比1.5︰1的混合物；偶联剂为硅烷偶联剂KH550和KH540质量比1︰1.5的混合物；光稳定剂为光稳定剂622和788质量比3︰1的混合物；紫外光吸收剂为UV-326、UV-326和UV-328质量比2︰2︰1的混合物；锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡；
采用如下过程制备：
1)将硅烷改性聚氨酯预聚体、增塑剂及交联剂加入搅拌机中，在真空条件下混合1.5h，保持反应温度为65℃，搅拌速率为50r/min，得到母料；
2)随后向上述母料中加入钛白粉、纳米碳酸钙、光稳定剂、紫外光吸收剂，在真空条件下搅拌反应1.5h后得到反应过的混合料；搅拌反应的温度110℃，搅拌速率为50r/min；
3)将上述反应过的混合料冷却至常温后添加偶联剂和锡类催化剂，真空搅拌45min后，制得密封胶成品。
实施例5
按重量百分比计准备以下组分原料：25％的硅烷改性聚氨酯预聚体、15％的增塑剂、5％的钛白粉、50％的纳米碳酸钙、1％的交联剂，1％的偶联剂、1％的光稳定剂、1％的紫外光吸收剂和1％的锡类催化剂。其中硅烷改性聚氨酯预聚体为异氰酸酯基三甲氧基硅烷改性聚氨酯预聚体、异氰酸酯基三乙氧基硅烷改性聚氨酯预聚体、丙胺甲基三乙氧基硅烷改性聚氨酯预聚体质量比1.5︰1︰2的混合物；增塑剂为邻苯二甲酸二异葵酯；交联剂为硅烷偶联剂A-151；偶联剂为硅烷偶联剂Dynasilan 1146和KH792质量比1︰1的混合物；光稳定剂为光稳定剂770、776和234质量比1︰1︰2的混合物；紫外光吸收剂为UV-770；锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡；
采用如下过程制备：
1)将硅烷改性聚氨酯预聚体、增塑剂及交联剂加入搅拌机中，在真空条件下混合0.5h，保持反应温度为55℃，搅拌速率为30r/min，得到母料；
2)随后向上述母料中加入钛白粉、纳米碳酸钙、光稳定剂、紫外光吸收剂，在真空条件下搅拌反应1h后得到反应过的混合料；搅拌反应的温度110℃，搅拌速率为30r/min；
3)将上述反应过的混合料冷却至常温后添加偶联剂和锡类催化剂，真空搅拌35min后，制得密封胶成品。
对比例
按照如下步骤制备单组份硅烷改性聚醚密封胶的方法：
1)将重量百分比分别为46.1％的硅烷改性聚醚预聚体、20％的增塑剂及0.5％的偶联剂1加入双行星式搅拌机中，在真空条件下混合0.5h，保持反应温度为50℃，搅拌速率为30r/min，得到混合料；
2)随后向上述混合料中加入重量百分比分别为2％的钛白粉、30％的碳酸钙、0.5％的光稳定剂、0.3％的紫外光吸收剂混合物料，在真空条件下搅拌反应1h，搅拌反应的温度100℃，搅拌速率为30r/min，分散速率为500r/min，后得到反应过的混合料；
3)最后将上述反应过的混合料冷却至常温后添加重量百分比分别0.5％的偶联剂2、0.1％的催化剂U-220H，真空搅拌15min后，制得密封胶成品1。
其中，偶联剂1为硅烷偶联剂A-171；偶联剂2为硅烷偶联剂A-1110；硅烷改性聚醚预聚体为乙基三甲基硅烷改性聚醚；增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯；光稳定剂为光稳定剂622；紫外光吸收剂的型号为UV-326。
对实施例1-5、有机硅密封胶以及对比例进行各项性能测试，结果如下：

Claims (9)

1.一种建筑用单组份硅烷改性聚氨酯密封胶，其特征在于，由包括以下重量百分比的原料反应得到：15～50％的硅烷改性聚氨酯预聚体、5～20％的增塑剂、2～5％的钛白粉、30～50％的纳米碳酸钙、1～5％的交联剂，1～3％的偶联剂、0.5～1.5％的光稳定剂、0.5～1.5％的紫外光吸收剂和0.1～1％的锡类催化剂；所述硅烷改性聚氨酯预聚体为异氰酸酯基三甲氧基硅烷改性聚氨酯预聚体、异氰酸酯基三乙氧基硅烷改性聚氨酯预聚体、苯胺甲基三乙氧基硅烷改性聚氨酯预聚体、丙胺甲基三乙氧基硅烷改性聚氨酯预聚体中的任意一种或者几种的混合。
2.根据权利要求1所述的建筑用单组份硅烷改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述交联剂为硅烷偶联剂A-171和/或A-151。
3.根据权利要求1所述的建筑用单组份硅烷改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、KH540、Dynasilan 1146和KH792中的任意一种或者几种的混合。
4.根据权利要求1所述的建筑用单组份硅烷改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异葵酯和邻苯二甲酸二辛酯中的任意一种或者几种的混合。
5.根据权利要求1所述的建筑用单组份硅烷改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述光稳定剂为光稳定剂622、292、788、234、776和770中的任意一种或者几种的混合。
6.根据权利要求1所述的建筑用单组份硅烷改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述紫外光吸收剂为UV-326、UV-327、UV-328、UV-329、UV-320和UV-770中的任意一种或者几种的混合。
7.根据权利要求1所述的建筑用单组份硅烷改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡。
8.一种制备根据权利要求1所述的建筑用单组份硅烷改性聚氨酯密封胶的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将硅烷改性聚氨酯预聚体、增塑剂及交联剂加入搅拌机中，在真空条件下混合0.5～2h，保持反应温度为50～70℃，搅拌速率为30～50r/min，得到母料；
2)随后向上述母料中加入钛白粉、纳米碳酸钙、光稳定剂、紫外光吸收剂，在真空条件下搅拌反应1～2h后得到反应过的混合料；
3)将上述反应过的混合料冷却至常温后添加偶联剂和锡类催化剂，真空搅拌15～45min后，制得密封胶成品。
9.根据权利要求8所述的制备建筑用单组份硅烷改性聚氨酯密封胶的方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述搅拌反应的温度100～120℃，搅拌速率为30～50r/min。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107163897A (zh) * 2017-07-19 2017-09-15 河北金坤工程材料有限公司 一种应用于装配式建筑的ppu密封胶及其制作方法
CN107245317A (zh) * 2017-06-14 2017-10-13 广州千顺工业材料有限公司 湿气固化型聚氨酯热熔胶及其制备方法
CN107841277A (zh) * 2017-12-11 2018-03-27 山东北方现代化学工业有限公司 一种快固化、高强度单组份硅烷改性聚氨酯密封胶的制备方法
CN108467706A (zh) * 2018-03-28 2018-08-31 卡本复合材料（天津）有限公司 一种单组分装配式建筑外墙拼接缝ms密封胶及其制备方法
US20200032073A1 (en) * 2018-07-30 2020-01-30 James F. Brown Three-dimensional lattice structures containing operating material, compositions comprising the same, and compositions and methods for making the same
CN112566956A (zh) * 2018-07-30 2021-03-26 詹姆斯·F·布朗 包含操作材料的三维晶格结构、包含三维晶格结构的组合物、以及其制备方法和组合物

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