CN112694862A - 一种氧化石墨烯改性聚氨酯阻燃的玻璃胶及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氧化石墨烯改性聚氨酯阻燃的玻璃胶及制备方法，原料按重量份包括：4，4'‑二苯甲烷二异氰酸酯15～30份、聚醚多元醇25～40份、1，4‑丁二醇0.2～1.0份、炭黑10～30份、碳酸钙10～32份、邻苯二甲酸二葵酯2～10份、吸水剂1为0.8～2.0份、吸水剂2为0.8～2.0份、辛酸亚锡0.05～2份、乙酸乙酯6～10份、苯甲酰氯0.15～0.3份、硅烷偶联剂0.2～1份、防老剂0.1～0.8份、聚四氟乙烯微粉蜡3～6份、氧化石墨烯3～6份。玻璃胶制备方法采用二步法。通过添加氧化石墨烯、聚四氟乙烯微粉蜡、防老剂等，提高了聚氨酯玻璃胶粘剂的阻燃、耐磨性、耐水性、耐溶剂、耐候性、力学强度等性能。

Description

一种氧化石墨烯改性聚氨酯阻燃的玻璃胶及制备方法

技术领域

本发明涉及聚氨酯玻璃胶的技术领域，尤其涉及一种氧化石墨烯改性聚氨酯阻燃的玻璃胶及制备方法。

背景技术

聚氨酯玻璃胶具有无溶剂、环保、耐油、耐水、粘结性能强、弹性和阻尼性能出色等优点，广泛应用在汽车车窗上。聚氨酯阻燃剂使用最多的是磷系阻燃剂，在提高阻燃效果同时需要添加过量阻燃剂，过量阻燃剂对于聚氨酯胶粘剂的力学性能会带来不利的影响。现有聚氨酯玻璃胶存在阻燃效果不好，耐磨差、耐候性不好、力学性能相对低等缺点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种氧化石墨烯改性聚氨酯阻燃的玻璃胶。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种氧化石墨烯改性聚氨酯阻燃的玻璃胶，原料按重量份包括：

4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯15～30份、聚醚多元醇25～40份、1，4-丁二醇0.2～1.0份、炭黑10～30份、碳酸钙10～32份、邻苯二甲酸二葵酯2～10份、吸水剂1为0.8～2.0份、吸水剂2为0.8～2.0份、辛酸亚锡0.05～2份、乙酸乙酯6～10份、苯甲酰氯0.15～0.3份、硅烷偶联剂0.2～1份、防老剂0.1～0.8份、聚四氟乙烯微粉蜡3～6份、氧化石墨烯3～6份。

优选的，所述聚醚多元醇为聚醚三元醇和聚醚二元醇的混合物。

优选的，所述碳酸钙为纳米碳酸钙、轻质碳酸钙、重质碳酸钙的一种或多种混合物；所述炭黑粒径为10-20nm。

优选的，所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)。

优选的，所述吸水剂1为活性氧化钙；所述吸收剂2为TI吸水剂，比例为1：2；所述防老剂为抗氧剂1010、UV-531的混合物，比例为1：1。

优选的，所述辛酸亚锡采用所述乙酸乙酯溶解稀释；所述氧化石墨烯采用Hummer法制备；所述氧化石墨烯溶解到所述乙酸乙酯中。

优选的，包括如下重量份的原料：4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯22份、聚醚多元醇31份、1，4-丁二醇0.6份、炭黑20份、碳酸钙20份、邻苯二甲酸二葵酯6份、吸水剂1为1份、吸水剂2为1份、辛酸亚锡0.1份、乙酸乙酯8份、苯甲酰氯0.2份、硅烷偶联剂0.8份、防老剂0.6份、聚四氟乙烯微粉蜡3份、氧化石墨烯3份。

优选的，一种氧化石墨烯改性聚氨酯阻燃的玻璃胶的制备方法，其特征在于，制备步骤为：

S1：对原料进行干燥脱水处理；

S2：预聚体制备：

(1)聚醚多元醇投入到真空双行星搅拌机，进行加热抽真空脱水处理；

(2)真空双行星搅拌机氮气置换真空，分别将苯甲酰氯、4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯、辛酸亚锡、1，4-丁二醇、硅烷偶联剂、干燥聚四氟乙烯微粉蜡、氧化石墨烯添加到搅拌机内，并进行反应；

S3：玻璃胶制备：

在含有预聚体真空双行星搅拌机内，分别添加邻苯二甲酸二葵酯、吸水剂1、吸水剂2、防老剂、炭黑、碳酸钙，料温控制在70～80℃，搅拌速度30～60RPM，真空度小于-0.1MPa，脱水搅拌30min，并在氮气氛围下进行分装。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

通过添加氧化石墨烯，其具有二维结构，延缓聚氨酯的燃烧，从而提高了聚氨酯胶粘剂阻燃效果，具有环保优点；聚氨酯异氰酸酯基团和氧化石墨烯中的羟基可进行化学反应，提高了聚氨酯胶粘剂的拉伸强度和拉伸剪切强度。体系中同时也添加聚四氟乙烯微粉蜡、聚醚类多元醇、炭黑、碳酸钙、防老剂等，提高了聚氨酯胶粘剂的耐磨性、耐水性、耐溶剂、耐候等性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。以下实施例中所涉及的份数均是质量份数。

实施例：

一种氧化石墨烯改性聚氨酯阻燃的玻璃胶，制备步骤为：

Step1：原料准备：4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯放入设定80℃烘箱，进行熔化；炭黑、碳酸钙在120℃真空烘箱，真空度小于-0.1MPa，烘24h；

Step2：预聚体制备：

(1)将31份聚醚多元醇投入到真空双行星搅拌机，开启模温机，料温在100～120℃，搅拌速度为60～120RPM，真空度小于-0.1MPa，脱水2h；

(2)用氮气真空置换搅拌机，料温控制在70～80℃，搅拌速度30～60RPM，添加0.2份苯甲酰氯，加入熔融的22份4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯，氮气氛围下反应1h；0.1份辛酸亚锡溶解在4份乙酸乙酯中，滴加到釜内，反应0.5h；

(3)将0.6份1，4-丁二醇在0.5h内缓慢滴加至釜内，反应0.5h；

(4)将0.8份硅烷偶联剂添加到釜内，搅拌10min；

(5)将干燥的3份聚四氟乙烯微粉蜡和3份氧化石墨烯添加到釜内，搅拌20min，获得预聚体，并测NCO含量。

Step3：玻璃胶制备：

(1)在含有预聚体真空双行星搅拌机内，料温控制在70～80℃，搅拌速度30～60RPM，氮气氛围下，分别添加6份邻苯二甲酸二葵酯、1份吸水剂1、1份吸水剂2、0.6份防老剂、20份炭黑、20份碳酸钙；

(2)将上述混合物在料温控制在70～80℃，搅拌速度30～60RPM，真空度小于-0.1MPa，脱水搅拌30min，并在氮气氛围下进行分装到铝箔袋内，并对铝箔袋进行热封。

将上述获得的聚氨酯玻璃胶按HG-T 4363-2012《汽车车窗玻璃用单组份聚氨酯胶粘剂》进行拉伸强度、拉伸剪切强度、撕裂强度、剥离粘接性、低温柔性、耐热、耐湿热、人工气候加速老化(氙弧灯)、耐水性性能测试；聚氨酯玻璃胶阻燃性按UL 94《设备和器具部件塑料材料燃烧测试》进行的阻燃等级测试；聚氨酯玻璃胶氧指数测试按TB/T 3237-2008《动车组用内装材料阻燃技术条件》进行测试。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种氧化石墨烯改性聚氨酯阻燃的玻璃胶，其特征在于，原料按重量份包括：

4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯15～30份、聚醚多元醇25～40份、1，4-丁二醇0.2～1份、炭黑10～30份、碳酸钙10～32份、邻苯二甲酸二葵酯2～10份、吸水剂1为0.8～2.0份、吸水剂2为0.8～2.0份、辛酸亚锡0.05～2份、乙酸乙酯6～10份、苯甲酰氯0.15～0.3份、硅烷偶联剂0.2～1份、防老剂0.1～0.8份、聚四氟乙烯微粉蜡3～6份、氧化石墨烯3～6份。

2.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯改性聚氨酯阻燃的玻璃胶，其特征在于，所述聚醚多元醇为聚醚三元醇和聚醚二元醇的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯改性聚氨酯阻燃的玻璃胶，其特征在于，所述碳酸钙为纳米碳酸钙、轻质碳酸钙、重质碳酸钙的一种或多种混合物；所述炭黑粒径为10-20nm。

4.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯改性聚氨酯阻燃的玻璃胶，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)。

5.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯改性聚氨酯阻燃的玻璃胶，其特征在于，所述吸水剂1为活性氧化钙；所述吸收剂2为TI吸水剂，比例为1：2；所述防老剂为抗氧剂1010、UV-531的混合物，比例为1：1。

6.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯改性聚氨酯阻燃的玻璃胶，其特征在于，所述辛酸亚锡采用所述乙酸乙酯溶解稀释；所述氧化石墨烯采用Hummer法制备；所述氧化石墨烯溶解到所述乙酸乙酯中。

7.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯改性聚氨酯阻燃的玻璃胶，其特征在于：包括如下重量份的原料：4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯22份、聚醚多元醇31份、1，4-丁二醇0.6份、炭黑20份、碳酸钙20份、邻苯二甲酸二葵酯6份、吸水剂1为1份、吸水剂2为1份、辛酸亚锡0.1份、乙酸乙酯8份、苯甲酰氯0.2份、硅烷偶联剂0.8份、防老剂0.6份、聚四氟乙烯微粉蜡3份、氧化石墨烯3份。

8.一种权利要求1～7任一项所述的一种氧化石墨烯改性聚氨酯阻燃的玻璃胶的制备方法，其特征在于，制备步骤为：

S1：对原料进行干燥脱水处理；

S2：预聚体制备：

(1)聚醚多元醇投入到真空双行星搅拌机，进行加热抽真空脱水处理；

(2)真空双行星搅拌机氮气置换真空，分别将苯甲酰氯、4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯、辛酸亚锡、1，4-丁二醇、硅烷偶联剂、干燥聚四氟乙烯微粉蜡、氧化石墨烯添加到搅拌机内，并进行反应；

S3：玻璃胶制备：

在含有预聚体真空双行星搅拌机内，分别添加邻苯二甲酸二葵酯、吸水剂1、吸水剂2、防老剂、炭黑、碳酸钙，料温控制在70～80℃，搅拌速度30～60RPM，真空度小于-0.1MPa，脱水搅拌30min，并在氮气氛围下进行分装。