CN109880579A - 一种双组份耐低温高粘接强度聚氨酯密封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双组份耐低温高粘接强度聚氨酯密封胶，包括A组分和B组分，所述A组分包含以下重量份的原料：异氰酸酯30～60份、增塑剂30～60份；所述B组分包含以下重量份的原料：大分子多元醇20～50份、聚烯烃多元醇20～50份、无机填料20～70份、渗透剂0.1～10份、偶联剂0.1～1份、催化剂0.01～0.1份、消泡剂0.1～1份。本发明的聚氨酯密封胶具有粘接强度高、耐低温性能优异的特点；另外，本发明所述的双组份低硬度耐热聚氨酯密封胶的制备方法，工艺简单，无需特高压特高温设备，安全性高。

Description

一种双组份耐低温高粘接强度聚氨酯密封胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及双组份聚氨酯密封胶领域，特别涉及一种双组份耐低温高粘接强度聚氨酯密封胶及其制备方法。

背景技术

空气过滤器是指空气过滤装置，通过多孔过滤材料的作用从气固两相流中捕集粉尘，并使气体得以净化的设备。它把含尘量低的空气净化处理后送入室内，以保证一定空间内的空气洁净度。一般用于洁净车间，洁净厂房，实验室及洁净室，或者用于电子机械通信设备等的防尘。随着我国经济的迅速发展，人们的环保和健康意识逐渐增强，对各种场所的空气质量有了较高要求，并且制定了详细的标准。空气过滤器的需求量也随之猛增，其性能标准不断提高。

密封胶把空气过滤器的多孔过滤材料和边框按规定要求进行合理的布置、组装、连接、密封和保护等而实施的材料,同时，防止水分、尘埃及有害气体的侵入,减缓振动,防止外力损伤和稳定装置性能。目前,国内外密封胶主要有环氧树脂、有机硅和聚氨酯三大类。其中环氧树脂密封胶硬度高、强度大、粘接强度大,但收缩率大，易脆裂。有机硅密封胶耐高低温性能优异,但自身机械强度低、与基材粘接强度差。聚氨酯密封胶环境适应能力强、减震性能和耐冷热循环性能好,耐磨且回弹性优异,尤其因其技术指标可通过配方调控的特点,在密封领域应用比较广泛。

相比传统的空气过滤器密封材料，聚氨酯密封胶保证了过滤器良好的气密性，而且改变了滤清器滤芯端盖传统的多工序生产方式，优化了加工工艺，使制品具有良好的耐高低温性能、较低的毒性，顺应了车用材料的发展趋势。

近年来,随着过滤器装置结构复杂性的不断提高,对聚氨酯密封胶的机械物理性能提出了更高的要求。具体来说,普遍要求耐低温性能即低温韧性、高粘接强度的聚氨酯密封材料，使密封装置的固定粘接更加稳定，能承受更强的物理撞击、极端高低温环境等严苛条件的考验。然而,大多数的聚氨酯密封胶很难满足上述要求,耐低温性能优异、粘接强度差，或者粘接强度高、耐低温性能差。因此,开发一种同时兼顾耐低温性能优异、粘接强度高的聚氨酯密封胶,对拓宽密封胶的应用范围具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的上述缺陷，提供一种双组份耐低温高粘接强度聚氨酯密封胶及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种双组份耐低温高粘接强度聚氨酯密封胶，包括A组分和B组分，所述A组分包含以下重量份的原料：异氰酸酯40～80份、增塑剂10～50份；所述B组分包含以下重量份的原料：大分子多元醇20～50份、聚烯烃多元醇20～50份、无机填料20～70份、渗透剂0.1～10份、偶联剂0.1～1份、催化剂0.01～0.1份、消泡剂0.1～1份。

优选地，所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、液化二苯甲甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的任意一种或几种。

优选地，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯中的任意一种或几种。

优选地，所述的大分子多元醇为分子量为500～5000的聚氧化丙烯醇、蓖麻油、大豆油多元醇、棕榈油多元醇中的任意一种或几种；所述的聚烯烃多元醇为分子量2600的端羟基聚丁二烯；所述无机填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、活性硅灰石粉、普通氢氧化铝、普通氢氧化镁、普通滑石粉中的任意一种或几种。

优选地，所述的渗透剂为硫酸化蓖麻油、烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸酯钠、仲烷基磺酸钠、仲烷基硫酸酯钠、α-烯基磺酸钠、烷基萘磺酸钠、琥珀酸烷基酯磺酸钠、胰加漂T、氨基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的任意一种或几种。

优选地，所述的偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、3-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-551)、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-602)、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-729)、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯(钛酸酯偶联剂101)、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯(钛酸酯偶联剂201)、双(二辛基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯(钛酸酯偶联剂311)、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯(钛酸酯偶联剂401)、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯(钛酸酯偶联剂105)中的任意一种或几种。

优选地，所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二乙酸二丁基锡、三乙烯二胺、双(二甲氨基乙基)醚中的任意一种或几种；所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚改性有机硅消泡剂、非有机硅消泡剂中的任意一种或几种。

一种双组份耐低温高粘接强度聚氨酯密封胶的制备方法，包含如下步骤：

(1)A组分的制备：首先将增塑剂在120～130℃条件下真空脱水；其次降温至50～60℃，加入异氰酸酯，在70～80℃条件下混合0.5～1h，反应过程中通氮气保护；然后取样测量NCO％，NCO％达到20～30％即可停止加热；最后，降至室温即得A组分；

(2)B组分的制备：首先将大分子多元醇、聚烯烃多元醇、无机填料混合均匀在120～130℃条件下真空脱水2～3h；其次降至80～100℃停止抽真空，加入偶联剂、催化剂、消泡剂，搅拌混合0.5～1h；最后降至室温即得B组分；

(3)将(1)步骤所得的A组分和(2)步骤所得的B组分按重量比20～100:100混合均匀，即得双组份低硬度耐热聚氨酯密封胶。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明的A组分中含有增塑剂，增塑剂不参与双组份聚氨酯密封胶的固化反应，游离存在于聚氨酯内部，可赋予密封胶优异的低温柔韧性能。

(2)本发明的B组分中含有大分子量多元醇，分子链柔顺，可提高密封胶的低温柔韧性和粘接强度。

(3)本发明的B组分中含有聚烯烃多元醇，聚烯烃多元醇极性低、官能度低，可提高密封胶的低温柔韧性和粘接强度。

(4)本发明的B组分中含有渗透剂，渗透剂可改善密封胶和被粘基材的界面润湿，提高密封胶的粘接强度。

(5)本发明的B组分中含有偶联剂，偶联剂提高了密封胶在基材表面的润湿性，同时，在胶体和基材起到桥梁作用，提高密封胶的粘接强度。

(6)本发明所述的双组份低硬度耐热聚氨酯密封胶的制备方法，工艺简单，无需特高压特高温设备，安全性高。

具体实施方式

实施例1

一种双组份耐低温高粘接强度聚氨酯密封胶的制备方法，包含如下步骤：

(1)A组分：首先将20.0g对苯二甲酸二异辛酯在120℃条件下真空脱水；其次降温至60℃，加入30.0g甲苯二异氰酸酯，在70℃条件下混合0.5h，反应过程中通氮气保护；然后取样测量NCO％，NCO％达到28.0％即停止加热；最后，降至室温即得A组分。

(2)B组分：首先将35.0g大豆油多元醇(Mn1000)、30.0g端羟基聚丁二烯(Mn2600)、35.0g重质碳酸钙混合均匀在120℃条件下真空脱水2h；其次降至90℃加入0.3g硫酸化蓖麻油、0.3g 3-氨丙基三乙氧基硅烷，0.02g辛酸亚锡、0.5g有机硅消泡剂，搅拌混合0.5h；最后降至室温即得B组分。

(3)将(1)步骤所得的A组分和(2)步骤所得的B组分按重量比50：100混合均匀，即得双组份低硬度耐热聚氨酯密封胶。

实施例2

一种双组份耐低温高粘接强度聚氨酯密封胶的制备方法，包含如下步骤：

(1)A组分：首先将15.0g偏苯三酸三异辛酯在130℃条件下真空脱水；其次降温至60℃，加入35.0g多亚甲基多苯基多异氰酸酯，在80℃条件下混合0.5h，反应过程中通氮气保护；然后取样测量NCO％，NCO％达到21.0％即停止加热；最后，降至室温即得A组分。

(2)B组分的制备：首先将36.0g蓖麻油、24.0g端羟基聚丁二烯、40.0g活性硅灰石粉混合均匀在130℃条件下真空脱水2h；其次降至90℃加入0.5g烷基磺酸钠、0.3g 3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，0.02g二月桂酸二丁基锡、0.1g有机硅消泡剂，搅拌混合0.5h；最后降至室温即得B组分。

(3)将(1)步骤所得的A组分和(2)步骤所得的B组分按重量比50：100混合均匀，即得双组份低硬度耐热聚氨酯密封胶。

实施例3

一种双组份耐低温高粘接强度聚氨酯密封胶的制备方法，包含如下步骤：

(1)A组分：首先将10.0g偏苯三酸三异癸酯在120℃条件下真空脱水；其次降温至60℃，加入40.0g液化二苯基甲烷二异氰酸酯，在70℃条件下混合0.5h，反应过程中通氮气保护；然后取样测量NCO％，NCO％达到23.0％即停止加热；最后，降至室温即得A组分。

(2)B组分：首先将30.0g蓖麻油、35.0g端羟基聚丁二烯、35.0g普通工业级氢氧化镁混合均匀在120℃条件下真空脱水2h；其次降至90℃加入0.3g烷基苯磺酸钠、0.3g N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、0.05g三亚乙基二胺、0.3g有机硅消泡剂，搅拌混合0.5h；最后降至室温即得B组分。

(3)将(1)步骤所得的A组分和(2)步骤所得的B组分按重量比50：100混合均匀，即得双组份低硬度耐热聚氨酯密封胶。

比较例1

市场上常见的一款聚氨酯密封胶竞品2010，标记为比较例1。

实施例1～3制备的密封胶和比较例1制备的密封胶的性能测试结果如表1所示。

表1密封胶性能比较

实施例1、2、3的玻璃化转变温度低于比较例1，说明实施例1、2、3的耐低温性能更优异；实施例1、2、3的粘接强度高于比较例1，说明实施例1、2、3的粘接强度更强。

综上所述，本发明实施案例的聚氨酯密封胶的耐低温性能、粘接强度优于当前市场上的现有产品。

Claims (8)

1.一种双组份耐低温高粘接强度聚氨酯密封胶，其特征在于：包括A组分和B组分，所述A组分包含以下重量份的原料：异氰酸酯40～80份、增塑剂10～50份；所述B组分包含以下重量份的原料：大分子多元醇20～50份、聚烯烃多元醇20～50份、无机填料20～70份、渗透剂0.1～10份、偶联剂0.1～1份、催化剂0.01～0.1份、消泡剂0.1～1份。

2.根据权利要求1所述的一种双组份耐低温高粘接强度聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、液化二苯甲甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的任意一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种双组份耐低温高粘接强度聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯中的任意一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种双组份耐低温高粘接强度聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的大分子多元醇为分子量为500～5000的聚氧化丙烯醇、蓖麻油、大豆油多元醇、棕榈油多元醇中的任意一种或几种；所述的聚烯烃多元醇为分子量2600的端羟基聚丁二烯；所述无机填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、活性硅灰石粉、普通氢氧化铝、普通氢氧化镁、普通滑石粉中的任意一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种双组份耐低温高粘接强度聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的渗透剂为硫酸化蓖麻油、烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸酯钠、仲烷基磺酸钠、仲烷基硫酸酯钠、α-烯基磺酸钠、烷基萘磺酸钠、琥珀酸烷基酯磺酸钠、胰加漂T、氨基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的任意一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种双组份耐低温高粘接强度聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、3-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-551)、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-602)、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-729)、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯(钛酸酯偶联剂101)、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯(钛酸酯偶联剂201)、双(二辛基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯(钛酸酯偶联剂311)、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯(钛酸酯偶联剂401)、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯(钛酸酯偶联剂105)中的任意一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种双组份耐低温高粘接强度聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二乙酸二丁基锡、三乙烯二胺、双(二甲氨基乙基)醚中的任意一种或几种；所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚改性有机硅消泡剂、非有机硅消泡剂中的任意一种或几种。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的双组份耐低温高粘接强度聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于：包含如下步骤：

(1)A组分的制备：首先将增塑剂在120～130℃条件下真空脱水；其次降温至50～60℃，加入异氰酸酯，在70～80℃条件下混合0.5～1h，反应过程中通氮气保护；然后取样测量NCO％，NCO％达到20～30％即可停止加热；最后，降至室温即得A组分；

(2)B组分的制备：首先将大分子多元醇、聚烯烃多元醇、无机填料混合均匀在120～130℃条件下真空脱水2～3h；其次降至80～100℃停止抽真空，加入偶联剂、催化剂、消泡剂，搅拌混合0.5～1h；最后降至室温即得B组分；

(3)将(1)步骤所得的A组分和(2)步骤所得的B组分按重量比20～100:100混合均匀，即得双组份低硬度耐热聚氨酯密封胶。