CN112608444B - 一种聚氨酯树脂、ms密封胶及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚氨酯树脂、MS密封胶及制备方法，该聚氨酯树脂由聚醚多元醇、聚酯多元醇、催化剂A和含NCO官能团的烷氧基硅烷制备而成，而且所述聚醚多元醇和聚酯多元醇与催化剂A、含NCO官能团的烷氧基硅烷的摩尔比为1：0.001～0.005：1.8～2，所述聚醚多元醇和聚酯多元醇之间的重量份数比1：9～9:1。这样，通过采用不同类型的聚醚多元醇和聚酯多元醇并按照一定比例混合，使聚氨酯树脂的软段中既含极性弱的醚基，又含极性强的酯基，从而起到协同增效的作用，可以有效提高聚氨酯密封胶的综合性能。

Description

一种聚氨酯树脂、MS密封胶及制备方法

技术领域

本发明属于密封胶技术领域，具体涉及一种聚氨酯树脂、MS密封胶及制备方法。

背景技术

聚氨酯大多由长链段多元醇与异氰酸酯、扩链剂或交联剂反应而制成，其中长链多元醇构成软段，软段结构对聚氨酯的机械强度和结晶性有较大影响。

但是，申请人发现：聚氨酯采用的多元醇一般分为聚醚多元醇和聚酯多元醇。在聚醚多元醇分子结构中，醚键内聚能较低，并易于旋转，故由它制备的聚氨酯材料的柔顺性能好，耐水解性能优良，但是机械性能不如聚酯型聚氨酯。聚酯多元醇具有较多的酯基，分子极性强，结晶性强，由其制备的聚氨酯内聚强度和附着力强，具有较高的强度、耐磨性等性能，但后期固化速率则由于湿气分子难以扩散进入而变慢甚至固化不充分，固化伸长率低，耐水性不好。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种通过采用不同类型的聚醚多元醇和聚酯多元醇起到协同增效的作用，有效提高聚氨酯密封胶的综合性能的聚氨酯树脂和制备方法，以及应用了该聚氨酯树脂的MS密封胶和制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种聚氨酯树脂，由聚醚多元醇、聚酯多元醇、催化剂A和含NCO官能团的烷氧基硅烷制备而成，而且所述聚醚多元醇和聚酯多元醇与催化剂A、含NCO官能团的烷氧基硅烷的摩尔比为1：0.001～0.005：1.8～2，所述聚醚多元醇和聚酯多元醇之间的重量份数比1：9～9:1。

进一步地，所述聚醚多元醇的分子量为1000～7500，官能度为2～3；所述聚酯多元醇的分子量为1000～5000，官能度为2～3。

进一步地，所述含NCO官能团的烷氧基硅烷是α-异氰酸酯基甲基三甲氧基硅烷、α-异氰酸酯基甲基三乙氧基硅烷、γ－异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、γ－异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、异氰酸酯丙基甲基二乙氧基硅烷、异氰酸酯丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种。

进一步地，所述催化剂A是二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡中的一种或多种。

本发明提供了一种聚氨酯树脂的制备方法，包括以下步骤：

a1.将聚醚多元醇和聚酯多元醇投入反应釜中，进行减压脱水；

a2.加入催化剂A和滴加含NCO官能团的烷氧基硅烷，并在氮气保护下搅拌，出料得到聚氨酯树脂。

进一步地，步骤a1中减压脱水的温度为110℃～120℃，步骤a2在加入催化剂A和滴加含NCO官能团的烷氧基硅烷之前先降温至60℃～80℃，而且在氮气保护下的搅拌时间为4h。

本发明还提供了一种MS密封胶，由上述的聚氨酯树脂、增塑剂、除水剂、填料、颜料、光稳定剂、抗氧剂、硅烷偶联剂和催化剂B制备而成。

进一步地，所述聚氨酯树脂的重量百分比为20％～50％、所述增塑剂的重量百分比为10％～35％、所述除水剂的重量百分比为1％～3％、所述填料的重量百分比为30％～50％、所述颜料的重量百分比为1％～2.5％、所述光稳定剂的重量百分比为0.5％～1％、所述抗氧剂的重量百分比为0.1％～0.5％、所述硅烷偶联剂的重量百分比为0.5％～1.5％、所述催化剂B的重量百分比为0.05％～0.5％。

进一步地，所述增塑剂是邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二(十二烷)酯中的一种或多种，所述除水剂是分子筛干燥剂、噁唑烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基二甲氧基甲基硅烷、对甲基苯磺酰异氰酸酯、原甲酸三乙酯中的一种或多种，所述填料是碳酸钙、高岭土、硅灰石粉、瓷土、滑石粉、云母粉、钛白粉、硅微粉、炭黑、玻璃纤维中的一种或多种，所述颜料是二氧化钛、氧化镁、氧化铬、硫化锡、铝酸镁、灯黑中的一种或多种，所述光稳定剂是紫外吸收剂Tinuvin101、紫外吸收剂Tinuvin213、紫外吸收剂UV－327、紫外吸收剂UV－328、紫外吸收剂UV－320、紫外吸收剂UV－P、紫外吸收剂UV－326、紫外吸收剂Tinuvin571、光稳定剂622、光稳定剂UV－765、光稳定剂770、光稳定剂TinuvinB75、光稳定剂TinuvinB88中的一种或多种，所述抗氧剂是Ciba Irgastab PUR68、Irganox 245、抗氧剂264、抗氧剂168、丁基/辛基化二苯胺、亚磷酸三苯基酯、亚磷酸三(壬基苯)酯、亚磷酸二苯基异癸基酯、亚磷酸二苯基异辛酯中的一种或多种，所述硅烷偶联剂是γ－氨丙基三甲氧基硅烷、γ－氨丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、N－β(氨乙基)－γ－氨丙基三甲氧基硅烷、N－β(氨乙基)－γ－氨丙基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、苯胺丙基三甲氧基硅烷、苯胺丙基三乙氧基硅烷、γ－巯基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种，所述催化剂B是二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡中的一种或多种。

本发明还提供了一种MS密封胶的制备方法，包括以下步骤：

b1.将聚氨酯树脂、增塑剂、除水剂加入到搅拌设备中，真空搅拌，得到混合物料A；

b2.将填料、颜料、光稳定剂、抗氧剂加入混合物料A中，继续真空搅拌，得到混合物料B；

b3.将硅烷偶联剂和催化剂B加入混合物料B中，真空搅拌后出料，制得MS密封胶。

本发明主要具有以下有益效果：

本发明通过采用上述技术方案，不同类型的聚醚多元醇和聚酯多元醇起到协同增效的作用，有效提高聚氨酯密封胶的综合性能。

附图说明

图1是本发明所述的一种聚氨酯树脂的流程示意图；

图2是本发明所述的一种MS密封胶的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所述的一种聚氨酯树脂，由聚醚多元醇、聚酯多元醇、催化剂A和含NCO官能团的烷氧基硅烷制备而成，而且所述聚醚多元醇和聚酯多元醇与催化剂A、含NCO官能团的烷氧基硅烷的摩尔比为1：0.001～0.005：1.8～2，所述聚醚多元醇和聚酯多元醇之间的重量份数比1：9～9:1。其中，所述聚醚多元醇的分子量为1000～7500，官能度为2～3；所述聚酯多元醇的分子量为1000～5000，官能度为2～3；所述含NCO官能团的烷氧基硅烷可以是α-异氰酸酯基甲基三甲氧基硅烷、α-异氰酸酯基甲基三乙氧基硅烷、γ－异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、γ－异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、异氰酸酯丙基甲基二乙氧基硅烷、异氰酸酯丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种；所述催化剂A可以是二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡中的一种或多种。

如图1中所示，本发明所述聚氨酯树脂的制备方法，包括以下步骤：

步骤S101.将聚醚多元醇和聚酯多元醇投入反应釜中，进行减压脱水；其中，减压脱水的温度优选为110℃～120℃。

步骤S102.加入催化剂A和滴加含NCO官能团的烷氧基硅烷，并在氮气保护下搅拌，出料得到聚氨酯树脂；其中，在加入催化剂A和滴加含NCO官能团的烷氧基硅烷之前先降温至60℃～80℃，而且在氮气保护下的搅拌时间为4h。

这样，本发明所述的聚氨酯树脂通过采用不同类型的聚醚多元醇和聚酯多元醇并按照一定比例混合，使聚氨酯树脂的软段中既含极性弱的醚基，又含极性强的酯基，从而起到协同增效的作用，可以有效提高聚氨酯密封胶的综合性能。

本发明还提供了一种MS密封胶，由上述的聚氨酯树脂、增塑剂、除水剂、填料、颜料、光稳定剂、抗氧剂、硅烷偶联剂和催化剂B制备而成。其中，各组份的重量百分比优选方案为：所述聚氨酯树脂的重量百分比为20％～50％、所述增塑剂的重量百分比为10％～35％、所述除水剂的重量百分比为1％～3％、所述填料的重量百分比为30％～50％、所述颜料的重量百分比为1％～2.5％、所述光稳定剂的重量百分比为0.5％～1％、所述抗氧剂的重量百分比为0.1％～0.5％、所述硅烷偶联剂的重量百分比为0.5％～1.5％、所述催化剂B的重量百分比为0.05％～0.5％；而且所述增塑剂可以是邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二异辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸二(十二烷)酯中的一种或多种，所述除水剂可以是分子筛干燥剂、噁唑烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基二甲氧基甲基硅烷、对甲基苯磺酰异氰酸酯、原甲酸三乙酯中的一种或多种，所述填料可以是碳酸钙、高岭土、硅灰石粉、瓷土、滑石粉、云母粉、钛白粉、硅微粉、炭黑、玻璃纤维中的一种或多种，所述颜料可以是二氧化钛、氧化镁、氧化铬、硫化锡、铝酸镁、灯黑中的一种或多种，所述光稳定剂可以是紫外吸收剂Tinuvin101、紫外吸收剂Tinuvin213、紫外吸收剂UV－327、紫外吸收剂UV－328、紫外吸收剂UV－320、紫外吸收剂UV－P、紫外吸收剂UV－326、紫外吸收剂Tinuvin571、光稳定剂622、光稳定剂UV－765、光稳定剂770、光稳定剂TinuvinB75、光稳定剂TinuvinB88中的一种或多种，所述抗氧剂可以是Ciba Irgastab PUR 68、Irganox 245、抗氧剂264(BHT)、抗氧剂168、丁基/辛基化二苯胺、亚磷酸三苯基酯、亚磷酸三(壬基苯)酯、亚磷酸二苯基异癸基酯、亚磷酸二苯基异辛酯中的一种或多种，所述硅烷偶联剂可以是γ－氨丙基三甲氧基硅烷、γ－氨丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、N－β(氨乙基)－γ－氨丙基三甲氧基硅烷、N－β(氨乙基)－γ－氨丙基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、苯胺丙基三甲氧基硅烷、苯胺丙基三乙氧基硅烷、γ－巯基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种，所述催化剂B可以是二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡中的一种或多种。

如图2所示，本发明所述MS密封胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤S201.将聚氨酯树脂、增塑剂、除水剂加入到搅拌设备中，真空搅拌，得到混合物料A；其中所述真空搅拌时间优选20min。

步骤S202.将填料、颜料、光稳定剂、抗氧剂加入混合物料A中，继续真空搅拌，得到混合物料B；其中所述真空搅拌时间优选30min。

步骤S203.将硅烷偶联剂和催化剂B加入混合物料B中，真空搅拌后出料，制得MS密封胶；其中所述真空搅拌时间优选30min。

这样，本发明所述的MS密封胶通过采用本发明的聚氨酯树脂，大大提升了断裂伸长率、拉伸强度和邵氏硬度等性能，综合性能高。

下面通过具体实施例和对比例进一步对本发明所述的聚氨酯树脂、MS密封胶及制备方法做进一步说明。

实施例1～9和对比例1～2按照表1中的原料和重量份数制备聚氨酯树脂，即：首先将聚氧化丙烯二醇(PPG)6500和聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)3000按一定重量比投入反应釜中，进行减压脱水，减压脱水的温度为110℃～120℃；然后降温至60～80℃，加入二月桂酸二丁基锡和滴加3－异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷，并在氮气保护下搅拌4h后出料得到聚氨酯树脂；其中PEA3000和PPG6500混合物为1000重量份，其余原料重量份如表1所示。

表1.

实施例10～18和对比例3～4分别依次应用实施例1～9和对比例1～2所制备的聚氨酯树脂来制备MS密封胶，具体制采用行星搅拌机按照表2所示配方进行混合均匀并脱泡制备MS密封胶。

表2

将实施例10～18和对比例3～4制备MS密封胶进行性能测试结果如表3所示。

表3

从表3可以看出，实施例10～18的MS密封胶由于采用了本发明所述聚氨酯树脂，并通过聚氨酯树脂的聚醚多元醇和聚酯多元醇相互的协同增效作用，其断裂伸长率、拉伸强度和邵氏硬度与只采用聚醚多元醇或聚酯多元醇的聚氨酯树脂等综合性能明显提高。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种聚氨酯树脂，其特征在于，由聚醚多元醇、聚酯多元醇、催化剂A和含NCO官能团的烷氧基硅烷制备而成，而且所述聚醚多元醇和聚酯多元醇与催化剂A、含NCO官能团的烷氧基硅烷的摩尔比为1：0.001～0.005：1.8～2，所述聚醚多元醇和聚酯多元醇之间的重量份数比1：9～9:1，所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇6500，所述聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇3000；

所述聚氨酯树脂的制备方法，包括以下步骤：

a1.将聚醚多元醇和聚酯多元醇投入反应釜中，进行减压脱水，减压脱水的温度为110℃～120℃；

a2.加入催化剂A和滴加含NCO官能团的烷氧基硅烷，并在氮气保护下搅拌，出料得到聚氨酯树脂；其中，在加入催化剂A和滴加含NCO官能团的烷氧基硅烷之前先降温至60℃～80℃，而且在氮气保护下的搅拌时间为4h。

2.根据权利要求1所述的聚氨酯树脂，其特征在于，所述含NCO官能团的烷氧基硅烷是α-异氰酸酯基甲基三甲氧基硅烷、α-异氰酸酯基甲基三乙氧基硅烷、γ－异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、γ－异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、异氰酸酯丙基甲基二乙氧基硅烷、异氰酸酯丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的聚氨酯树脂，其特征在于，所述催化剂A是二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二（十二烷基硫）二丁基锡、二醋酸二丁基锡中的一种或多种。

4.一种MS密封胶，其特征在于，由权利要求1或2或3所述的聚氨酯树脂、增塑剂、除水剂、填料、颜料、光稳定剂、抗氧剂、硅烷偶联剂和催化剂B制备而成。

5.根据权利要求4所述的MS密封胶，其特征在于，所述聚氨酯树脂的重量百分比为20%～50%、所述增塑剂的重量百分比为10%～35%、所述除水剂的重量百分比为1%～3%、所述填料的重量百分比为30%～50%、所述颜料的重量百分比为1%～2.5%、所述光稳定剂的重量百分比为0.5%～1%、所述抗氧剂的重量百分比为0.1%～0.5%、所述硅烷偶联剂的重量百分比为0.5%～1.5%、所述催化剂B的重量百分比为0.05%～0.5%。

6. 根据权利要求5所述的MS密封胶，其特征在于，所述增塑剂是邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二（十二烷）酯中的一种或多种，所述除水剂是分子筛干燥剂、噁唑烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基二甲氧基甲基硅烷、对甲基苯磺酰异氰酸酯、原甲酸三乙酯中的一种或多种，所述填料是碳酸钙、高岭土、硅灰石粉、瓷土、滑石粉、云母粉、钛白粉、硅微粉、炭黑、玻璃纤维中的一种或多种，所述颜料是二氧化钛、氧化镁、氧化铬、硫化锡、铝酸镁、灯黑中的一种或多种，所述光稳定剂是紫外吸收剂Tinuvin101、紫外吸收剂Tinuvin213、紫外吸收剂UV－327、紫外吸收剂UV－328、紫外吸收剂UV－320、紫外吸收剂UV－P、紫外吸收剂UV－326、紫外吸收剂Tinuvin571、光稳定剂622、光稳定剂UV－765、光稳定剂770、光稳定剂TinuvinB75、光稳定剂TinuvinB88中的一种或多种，所述抗氧剂是Ciba Irgastab PUR 68、Irganox 245、抗氧剂264、抗氧剂168、丁基/辛基化二苯胺、亚磷酸三苯基酯、亚磷酸三（壬基苯）酯、亚磷酸二苯基异癸基酯、亚磷酸二苯基异辛酯中的一种或多种，所述硅烷偶联剂是γ－氨丙基三甲氧基硅烷、γ－氨丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、N－β（氨乙基）－γ－氨丙基三甲氧基硅烷、N－β（氨乙基）－γ－氨丙基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、苯胺丙基三甲氧基硅烷、苯胺丙基三乙氧基硅烷、γ－巯基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种，所述催化剂B是二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二（十二烷基硫）二丁基锡、二醋酸二丁基锡中的一种或多种。

7.一种权利要求4或5或6所述的MS密封胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

b1.将聚氨酯树脂、增塑剂、除水剂加入到搅拌设备中，真空搅拌，得到混合物料A；

b2.将填料、颜料、光稳定剂、抗氧剂加入混合物料A中，继续真空搅拌，得到混合物料B；

b3.将硅烷偶联剂和催化剂B加入混合物料B中，真空搅拌后出料，制得MS密封胶。

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