CN112680167A - 一种耐候性高强度聚氨酯密封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐候性高强度聚氨酯密封胶及其制备方法，它由聚氟硅氧烷‑聚脲嵌段共聚物、增塑剂、增强剂、触变剂、除水剂、界面促进剂、固化剂、光稳定剂等组分组成，聚氟硅氧烷‑聚脲嵌段共聚物是氨基聚氟硅氧烷聚合物、聚醚多元醇、聚酯多元醇和异氰酸酯聚合反应形成的嵌段聚合物。将30～50份聚氟硅氧烷‑聚脲嵌段聚合物加入制胶反应釜，加入0～30份增塑剂、20～50份增强剂、5～20份触变剂、1～5份除水剂、1～5份界面促进剂、0.1～2份光稳定剂，在真空状态下捏合均匀，加入0.5～3份固化剂充分混合均匀后出料。该耐候性高强度聚氨酯密封胶拉伸强度大于4Mpa，经过2000小时人工气候加速老化后产品表面不流黑水。

Description

一种耐候性高强度聚氨酯密封胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐候性高强度聚氨酯密封胶，更具体地，本发明涉及一种客车适用的耐候性高强度聚氨酯密封胶，本发明属于汽车用聚氨酯密封胶技术领域。

背景技术

随着我国汽车工业飞速发展，国内的聚氨酯粘接密封胶无论从产量上，还是在技术上与国外相比还存在较大的差距，聚氨酯粘接密封胶具有耐候性能差，强度低、性能较差等缺点，特别是经过长时间日晒后胶强度变低，在清洗或雨水冲刷时容易流黑水，造成客车外观脏污，影响美观，无法满足高端领域需要。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种耐候性高强度聚氨酯密封胶，以期望可以解决客车密封条经过长时间气候老化后流黑水的问题。

为解决上述的技术问题，本发明提供了一种耐候性高强度聚氨酯密封胶，它包括按重量份计量的以下组分：

聚氟硅氧烷-聚脲嵌段共聚物30～50份；

增塑剂0～30份；

增强剂20～50份；

触变剂5～20份；

除水剂1～5份；

界面促进剂1～5份；

固化剂0.5～3份；

光稳定剂0.1～2份。

所述的聚氟硅氧烷-聚脲嵌段共聚物是氨基聚氟硅氧烷聚合物、聚醚多元醇、聚酯多元醇和异氰酸酯聚合反应形成的嵌段聚合物。

所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、烷基苯酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的任意一种或多种。

所述的增强剂是炭黑、纳米碳酸钙、轻质碳酸钙、高岭土、蒙脱土中的任意一种或几种的混合物。

所述的触变剂是气相二氧化硅、氯化聚乙烯、聚酰胺蜡中的一种或多种。

所述的除水剂是对苯甲磺酰异氰酸酯、氧化钙、三乙氧基甲烷、噁唑烷中的一种或多种。

所述的界面促进剂是A-187、A-LINK 35、A-LINK 25、HDTMS、KH560中的一种或几种的混合物。

所述的固化剂是三乙醇胺、三亚乙基二胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的一种或几种的混合物。

所述的光稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2，羟基3,5二叔丁基苯基-5-氯代苯并三唑、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、(2,4-二羟基苯基)苯基酮、十二基-N-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)琥珀酰亚胺、3,9-双[1,1-二甲基-2-[(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷中的一种或几种的混合物。

另一方面，本发明还提供了上述的耐候性高强度聚氨酯密封胶的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)制备聚氟硅氧烷-聚脲嵌段聚合物

按重量份计量，将15～50份聚醚多元醇、0～20份聚酯多元醇、3～10份异氰酸酯、0.1～2份光稳定剂以及10～30份增塑剂加入到反应釜中，在(80±10)℃温度下充氮保护反应4小时左右，反应过程中每隔半小时测NCO含量，NCO含量达到3.0％后，降温至50℃以下，得到预聚体；向预聚体中加入10～30份氨基聚氟硅氧烷聚合物进行反应，在(80±10)℃温度下反应2小时，取样测试NCO含量，直到没有游离的NCO后，降温至50℃以下，制得聚氟硅氧烷-聚脲嵌段聚合物；

(2)制备耐候型高强度聚氨酯密封胶

按重量份计量，将30～50份聚氟硅氧烷-聚脲嵌段聚合物加入制胶反应釜，加入0～30份增塑剂、20～50份增强剂、5～20份触变剂、1～5份除水剂、1～5份界面促进剂、0.1～2份光稳定剂，在真空状态(-0.095MPa)下捏合均匀，加入0.5～3份固化剂充分混合均匀后出料，即得耐候型高强度聚氨酯密封胶。

步骤(1)和步骤(2)使用的光稳定剂、增塑剂的选择范围相同。即增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、烷基苯酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的任意一种或多种。光稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2，羟基3,5二叔丁基苯基-5-氯代苯并三唑、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、(2,4-二羟基苯基)苯基酮、十二基-N-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)琥珀酰亚胺、3,9-双[1,1-二甲基-2-[(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷中的一种或几种的混合物。

本发明使用聚氟硅氧烷-聚脲嵌段聚合物来制备耐候型高强度聚氨酯密封胶，含有氟硅链段的嵌段共聚物通过链段间的热力学相互作用,形成球状、柱状、层状等微相分离结构,对于氧化还原具有非常强的稳定性，因此具有耐热性,耐候性等良好的物理化学性质。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

1、耐候性高强度聚氨酯密封胶的组分配方中无任何溶剂成分，没有气味，低VOC。

2、耐候性高强度聚氨酯密封胶的拉伸强度大于4MPa。

3、经过2000小时人工气候加速老化，耐候性高强度聚氨酯密封胶产品表面不流黑水。

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

实施例制备方法：将聚醚多元醇、聚酯多元醇、异氰酸酯、光稳定剂以及增塑剂加入到反应釜中，在80℃左右充氮保护反应，反应过程中每隔半小时测NCO含量，反应4小时左右NCO含量达到3.0％，降温至50℃以下，得到预聚体。向预聚体中加入氨基聚氟硅氧烷聚合物进行反应，在80℃左右反应，取样测试NCO含量，反应2小时左右测试到没有游离的NCO，降温至50℃以下，制得聚氟硅氧烷-聚脲嵌段聚合物。

将聚氟硅氧烷-聚脲嵌段聚合物加入制胶反应釜，加入增塑剂、增强剂、触变剂、除水剂、界面促进剂、光稳定剂，在真空状态下(-0.095MPa)捏合均匀，加入固化剂充分混合均匀后出料，即制得耐候型高强度聚氨酯密封胶。

按照上述制备方法及下列各表中的原料及用量制备得到实施例1～实施例5的耐候型高强度聚氨酯密封胶。

表1实施例1制备聚氨酯密封胶各原料及重量份数

表2实施例2制备聚氨酯密封胶各原料及重量份数

表3实施例3制备聚氨酯密封胶各原料及重量份数

表4实施例4制备聚氨酯密封胶各原料及重量份数

表5实施例5制备聚氨酯密封胶各原料及重量份数

对比例1制备方法包括以下步骤：

(1)取42.5kg端羟基聚醚加入到搅拌反应釡中，在45min内水浴升温至100℃，在真空度为-0.095MPa条件下搅拌、真空脱气2h，降温至80℃；

(2)加入15.5kg有机填料和8.7kg异氰酸酯，在45min内水浴升温至100℃，在充氮气保护条件下反应3h；

(3)加入24kg增塑剂，在100℃温度和真空度为-0.095MPa条件下搅拌2h；

(4)加入15.5kg无机填料，待混合均匀后在真空度为-0.095MPa条件下搅拌2h，降温至40℃；

(5)加入0.155kg催化剂和0.145kg抗氧剂，继续反应2h；

(6)检测产品的粘度达到13×10⁵mPa·s时，停止搅拌，继续抽真空15min；

(7)充氮气解除真空至常压，然后物料出釡；

(8)经检验、分包装而制得成品。

表6对比例1制备单组份聚氨酯密封胶的原料及重量份数

对比例2是将对比例1中的增塑剂更改为邻苯二甲酸二辛酯，催化剂更改为辛酸亚锡。

对比例3是将对比例1中的增塑剂更改为烷基苯酯，无机填料更改为炭黑和碳酸钙，催化剂更改为三乙烯二胺。

将实施例和对比例制得的密封胶分别按下述标准中规定的方法进行测试：QC/T1024-2015汽车用单组份聚氨酯密封胶，测得的数据如表7所示。

抗流黑水性按以下方法进行测试：将密封胶制作成厚度为(4～6)mm的胶饼，并放置在23±1℃，50±10％RH的条件下。制样后放置7d(23℃，50％RH)后，使用UV(UVA-340紫外灯)照射，保持温度60℃×6h后，关闭紫外灯保持黑暗，保持在50℃/100％RH×2h。按照此8h为一个循环，至2000h后取出并晾干。将白色纸胶带粘贴在晾干的胶条上，刮压10s后揭掉。与GB/T 251-2008规定的九档灰色样卡比对，得出色牢度级数。

表7实施例、对比例的耐候型高强度聚氨酯密封胶性能

实施例1～实施例5使用聚氟硅氧烷-聚脲嵌段聚合物制备聚氨酯密封胶，对比例1是市售常用聚氨酯密封胶，使用端羟基聚醚、异氰酸酯制备而成，从表7可以看出，实施例1～实施例5的聚氨酯密封胶具有较高的强度，耐湿热性和耐水性也较高，且经过2000小时人工气候加速老化，色牢度高，说明各实施例的聚氨酯密封胶产品经过老化后表面不流黑水，而对比例1的聚氨酯密封胶强度低、老化后易流黑水，耐湿热性、耐水性较差。对比例2、对比例3在对比例1的基础上调整了助剂的类型，聚氨酯密封胶的强度、耐湿热性、耐水性、色牢度在一定范围小范围波动，但均比实施例差，特别是色牢度，显著低于各实施例。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (10)

1.一种耐候性高强度聚氨酯密封胶，其特征在于，包括按重量份计量的以下组分：

2.根据权利要求1所述的耐候性高强度聚氨酯密封胶，其特征在于，所述的聚氟硅氧烷-聚脲嵌段共聚物是氨基聚氟硅氧烷聚合物、聚醚多元醇、聚酯多元醇和异氰酸酯聚合反应形成的嵌段聚合物。

3.根据权利要求1所述的耐候性高强度聚氨酯密封胶，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、邻苯二甲酸二壬酯、烷基苯酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的任意一种或多种。

4.根据权利要求1所述的耐候性高强度聚氨酯密封胶，其特征在于，所述的增强剂是炭黑、纳米碳酸钙、轻质碳酸钙、高岭土、蒙脱土中的任意一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的耐候性高强度聚氨酯密封胶，其特征在于，所述的触变剂是气相二氧化硅、氯化聚乙烯、聚酰胺蜡中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的耐候性高强度聚氨酯密封胶，其特征在于，所述的除水剂是对苯甲磺酰异氰酸酯、氧化钙、三乙氧基甲烷、噁唑烷中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的耐候性高强度聚氨酯密封胶，其特征在于，所述的界面促进剂是A-187、A-LINK 35、A-LINK 25、HDTMS、KH560中的一种或几种的混合物。

8.根据权利要求1所述的耐候性高强度聚氨酯密封胶，其特征在于，所述的固化剂是三乙醇胺、三亚乙基二胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的一种或几种的混合物。

9.根据权利要求1所述的耐候性高强度聚氨酯密封胶，其特征在于，所述的光稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2，羟基3,5二叔丁基苯基-5-氯代苯并三唑、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、(2,4-二羟基苯基)苯基酮、十二基-N-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)琥珀酰亚胺、3,9-双[1,1-二甲基-2-[(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷中的一种或几种的混合物。

10.一种耐候性高强度聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备聚氟硅氧烷-聚脲嵌段聚合物

按重量份计量，将15～50份聚醚多元醇、0～20份聚酯多元醇、3～10份异氰酸酯、0.1～2份光稳定剂以及10～30份增塑剂加入到反应釜中，在(80±10)℃温度下充氮保护反应，反应过程中每隔半小时测NCO含量，NCO含量达到3.0％后，降温至50℃以下，得到预聚体；向预聚体中加入10～30份氨基聚氟硅氧烷聚合物进行反应，在(80±10)℃温度下反应，取样测试NCO含量，直到没有游离的NCO后，降温至50℃以下，制得聚氟硅氧烷-聚脲嵌段聚合物；

(2)制备耐候型高强度聚氨酯密封胶

按重量份计量，将30～50份聚氟硅氧烷-聚脲嵌段聚合物加入制胶反应釜，加入0～30份增塑剂、20～50份增强剂、5～20份触变剂、1～5份除水剂、1～5份界面促进剂、0.1～2份光稳定剂，在真空状态下捏合均匀，加入0.5～3份固化剂充分混合均匀后出料，即得耐候型高强度聚氨酯密封胶。