CN113278396A - 一种改性环氧聚氨酯密封胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及密封胶技术领域，具体涉及一种改性环氧聚氨酯密封胶及其制备方法。包括以下原料双酚A型环氧树脂10～20份、乙烯基酯树脂10～20份、二氧化硅0.1～0.5份、三氧化铝0.1～0.5份、氧化石墨烯0.1～0.5份、十八烷基胺0.01～0.2份、硅烷偶联剂5～10份、环氧丙烷10～30份、二环己基甲烷二异氰酸酯30～50份、聚醚三元醇30～60份、二月桂酸二丁基锡1～3份、聚氮丙啶交联剂1～5份、二乙基甲苯二胺1～5份、固化剂2～8份、溶剂20～30份；制备的改性环氧聚氨酯密封胶具有力学性能优、黏附性能好、耐候性好、耐高温、电绝缘性好等优点。

Description

一种改性环氧聚氨酯密封胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及密封胶技术领域，具体涉及一种改性环氧聚氨酯密封胶及其制备方法。
背景技术
密封涉及各行各业，其中密封胶是一种使用便捷、易于携带的密封材料，能够黏附相同或者不同的材料，且粘附性能好，密封效果佳，已成为最高效的密封手段之一，广泛应用于家装、建筑、交通、航天等领域。然而密封胶处于高温、高压、低温、偏酸、偏碱、水泡、长时间太阳光照射、风吹等环境或在长时间使用后老化会发生跑、冒、滴、漏的现象，密封胶更易失效。
聚氨酯是现在世界上六大合成材料之一，聚氨酯密封胶是三大弹性密封胶之一，由聚氨酯制成的密封胶不仅具备了聚氨酯弹性好、耐低温、耐磨、对基材界面黏附性好等优点，同时还具有原料广、价格低、配方多样、操作方便的特点。但是现有聚氨酯密封胶仍存在不耐高温、高温下失效快、且绝缘性效果不佳等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性环氧聚氨酯密封胶及其制备方法，改性环氧聚氨酯密封胶具有力学性能优、黏附性能好、耐候性好、耐高温、电绝缘性好等优点。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种改性环氧聚氨酯密封胶，包括以下质量份数原料：双酚A型环氧树脂10～20份，乙烯基酯树脂10～20份，二氧化硅0.1～0.5份，三氧化铝0.1～0.5份，氧化石墨烯0.1～0.5份，十八烷基胺0.01～0.2份，硅烷偶联剂5～10份，环氧丙烷10～30份，二环己基甲烷二异氰酸酯30～50份，聚醚三元醇30～60份，二月桂酸二丁基锡1～3份，聚氮丙啶交联剂1～5份，二乙基甲苯二胺1～5份，固化剂2～8份，溶剂20～30份；
所述双酚A型环氧树脂的环氧当量在180～200g/mol；
所述乙烯基酯树脂为乙烯基酯树脂411、乙烯基酯树脂806、乙烯基酯树脂430、乙烯基酯树脂901中的一种；
所述固化剂为聚醚胺和聚硫醇复配固化剂，聚醚胺和聚硫醇的质量比为聚醚胺：聚硫醇＝9:1；
所述溶剂为丙酮、无水乙醇、甲苯中的一种；
所述改性环氧聚氨酯密封胶的制备方法，包括以下步骤：
取质量份数的二氧化硅、三分之一的硅烷偶联剂、三分之一的溶剂混合，在40℃时磁力搅拌1h，得到二氧化硅分散液，备用；
取质量份数的三氧化铝、三分之一的硅烷偶联剂、三分之一的溶剂混合，在40℃时磁力搅拌1h，得到三氧化铝分散液，备用；
取质量份数的氧化石墨烯、十八烷基胺、三分之一的溶剂混合，在30℃时磁力搅拌6h，得到改性氧化石墨烯分散液，备用；
取质量份数的双酚A型环氧树脂、乙烯基酯树脂、环氧丙烷加入玻璃容器中，在60～70℃下磁力搅拌1h；然后依次加入二氧化硅分散液、三氧化铝分散液、改性氧化石墨烯分散液，室温磁力搅拌1h，再室温超声分散30min；
将玻璃容器的溶液转移至真空脱泡机中，真空搅拌脱泡处理1h，得到混合液a；
取质量份数的聚醚三元醇放入真空干燥箱中真空脱水2h后，加入混合液a，真空氛围以200～400r/min搅拌，高速分散1h，得到混合液b；
取质量份数的二环己基甲烷二异氰酸酯放入反应容器中，水浴加热到70～80℃后，以100～150r/min搅拌，加入质量份数的聚氮丙啶交联剂，搅拌1h后，然后加入质量份数的二乙基甲苯二胺，继续搅拌1h后，再依次加入混合液b、质量份数的二月桂酸二丁基锡和固化剂，继续搅拌2～3h，得到改性环氧聚氨酯密封胶。
所述二氧化硅粒径小于50nm，三氧化铝粒径小于30nm。
所述真空脱泡机真空高速搅拌脱泡时，辅助加热，加热温度为60～80℃，搅拌速度在200～400r/min，真空度小于0.9MPa。
还包括质量份数为0.1～1份的环氧扩链剂，在制备改性环氧聚氨酯密封胶时，与二乙基甲苯二胺同时使用；所述环氧扩链剂为ADR4370、ADR4367、ADR3300的一种或多种。
本发明的有益效果：
1、环氧树脂是一种先进复合材料树脂基体，具有良好的耐磨性、机械性、粘接性、化学稳定性、电绝缘性以及对基材的黏附性，然而，环氧树脂交联固化后形成立体网状结构，交联密度增大，内应力提高，固化物硬脆、韧性差、易开裂，本发明采用双酚A型环氧树脂进行改性，在聚氨酯密封胶长链上接枝环氧官能团，且在制备过程中，在环氧树脂中填充二氧化硅和三氧化铝纳米材料，制得的聚氨酯密封胶既具有良好力学性能和粘结性能的优点，又增加了环氧树脂耐磨、耐候性好、电绝缘性能好的优点。
2、本发明采用双酚A型环氧树脂和乙烯基酯树脂配合，形成互穿网络的聚合物，乙烯基酯树脂增韧改性了双酚A型环氧树脂，避免了环氧树脂带来的开裂、韧性差的缺点，保障了本发明密封胶的力学性能。
3、本发明采用二氧化硅和三氧化铝，二氧化硅和三氧化铝为纳米材料，均匀分散在密封胶内，增加了密封胶的电绝缘性能，改善了密封胶的击穿强度，并保持较为良好的介电性质。
4、采用改性氧化石墨烯，使得密封胶具有阻燃性能，且提升了抗冲击性能，制得的聚氨酯密封胶可在电子电器中使用。
5、本发明采用硅烷偶联剂、聚氮丙啶交联剂、环氧扩链剂，密封胶内部各成分结合连接，接枝成为整体，增强了密封胶的力学性能，且引进Si-O官能团，胺基官能团，增大了密封胶的粘结性能，扩大了密封胶的应用范围。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种改性环氧聚氨酯密封胶，包括以下质量份数原料：双酚A型环氧树脂10份，乙烯基酯树脂10份，二氧化硅0.1份，三氧化铝0.1份，氧化石墨烯0.1份，十八烷基胺0.01份，硅烷偶联剂5份，环氧丙烷10份，二环己基甲烷二异氰酸酯30份，聚醚三元醇30份，二月桂酸二丁基锡1份，聚氮丙啶交联剂1份，二乙基甲苯二胺1份，固化剂2份，溶剂20份；
所述双酚A型环氧树脂的环氧当量在180g/mol；所述乙烯基酯树脂为乙烯基酯树脂411；所述固化剂为聚醚胺和聚硫醇复配固化剂，聚醚胺和聚硫醇的质量比为聚醚胺：聚硫醇＝9:1；所述溶剂为丙酮；
所述改性环氧聚氨酯密封胶的制备方法，包括以下步骤：
取质量份数的二氧化硅、三分之一的硅烷偶联剂、三分之一的溶剂混合，在40℃时磁力搅拌1h，得到二氧化硅分散液，备用；
取质量份数的三氧化铝、三分之一的硅烷偶联剂、三分之一的溶剂混合，在40℃时磁力搅拌1h，得到三氧化铝分散液，备用；
取质量份数的氧化石墨烯、十八烷基胺、三分之一的溶剂混合，在30℃时磁力搅拌6h，得到改性氧化石墨烯分散液，备用；
取质量份数的双酚A型环氧树脂、乙烯基酯树脂、环氧丙烷加入玻璃容器中，在60℃下磁力搅拌1h；然后依次加入二氧化硅分散液、三氧化铝分散液、改性氧化石墨烯分散液，室温磁力搅拌1h，再室温超声分散30min；
将玻璃容器的溶液转移至真空脱泡机中，真空搅拌脱泡处理1h，得到混合液a；
取质量份数的聚醚三元醇放入真空干燥箱中真空脱水2h后，加入混合液a，真空氛围以200r/min搅拌，高速分散1h，得到混合液b；
取质量份数的二环己基甲烷二异氰酸酯放入反应容器中，水浴加热到70℃后，以100r/min搅拌，加入质量份数的聚氮丙啶交联剂，搅拌1h后，然后加入质量份数的二乙基甲苯二胺，继续搅拌1h后，再依次加入混合液b、质量份数的二月桂酸二丁基锡和固化剂，继续搅拌2h，得到改性环氧聚氨酯密封胶。
实施例2
一种改性环氧聚氨酯密封胶，包括以下质量份数原料：双酚A型环氧树脂20份，乙烯基酯树脂20份，二氧化硅0.5份，三氧化铝0.5份，氧化石墨烯0.5份，十八烷基胺0.2份，硅烷偶联剂10份，环氧丙烷30份，二环己基甲烷二异氰酸酯50份，聚醚三元醇60份，二月桂酸二丁基锡3份，聚氮丙啶交联剂5份，二乙基甲苯二胺5份，固化剂8份，溶剂30份；
所述双酚A型环氧树脂的环氧当量在200g/mol；所述乙烯基酯树脂为乙烯基酯树脂806；所述固化剂为聚醚胺和聚硫醇复配固化剂，聚醚胺和聚硫醇的质量比为聚醚胺：聚硫醇＝9:1；所述溶剂为无水乙醇；
所述改性环氧聚氨酯密封胶的制备方法，包括以下步骤：
取质量份数的二氧化硅、三分之一的硅烷偶联剂、三分之一的溶剂混合，在40℃时磁力搅拌1h，得到二氧化硅分散液，备用；
取质量份数的三氧化铝、三分之一的硅烷偶联剂、三分之一的溶剂混合，在40℃时磁力搅拌1h，得到三氧化铝分散液，备用；
取质量份数的氧化石墨烯、十八烷基胺、三分之一的溶剂混合，在30℃时磁力搅拌6h，得到改性氧化石墨烯分散液，备用；
取质量份数的双酚A型环氧树脂、乙烯基酯树脂、环氧丙烷加入玻璃容器中，在70℃下磁力搅拌1h；然后依次加入二氧化硅分散液、三氧化铝分散液、改性氧化石墨烯分散液，室温磁力搅拌1h，再室温超声分散30min；
将玻璃容器的溶液转移至真空脱泡机中，真空搅拌脱泡处理1h，得到混合液a；
取质量份数的聚醚三元醇放入真空干燥箱中真空脱水2h后，加入混合液a，真空氛围以400r/min搅拌，高速分散1h，得到混合液b；
取质量份数的二环己基甲烷二异氰酸酯放入反应容器中，水浴加热到80℃后，以150r/min搅拌，加入质量份数的聚氮丙啶交联剂，搅拌1h后，然后加入质量份数的二乙基甲苯二胺，继续搅拌1h后，再依次加入混合液b、质量份数的二月桂酸二丁基锡和固化剂，继续搅拌3h，得到改性环氧聚氨酯密封胶。
实施例3
一种改性环氧聚氨酯密封胶，包括以下质量份数原料：双酚A型环氧树脂15份，乙烯基酯树脂15份，二氧化硅0.3份，三氧化铝0.3份，氧化石墨烯0.3份，十八烷基胺0.1份，硅烷偶联剂7份，环氧丙烷20份，二环己基甲烷二异氰酸酯40份，聚醚三元醇45份，二月桂酸二丁基锡2份，聚氮丙啶交联剂3份，二乙基甲苯二胺3份，固化剂5份，溶剂25份；
所述双酚A型环氧树脂的环氧当量在190g/mol；所述乙烯基酯树脂为乙烯基酯树脂430；所述固化剂为聚醚胺和聚硫醇复配固化剂，聚醚胺和聚硫醇的质量比为聚醚胺：聚硫醇＝9:1；所述溶剂为甲苯；
所述改性环氧聚氨酯密封胶的制备方法，包括以下步骤：
取质量份数的二氧化硅、三分之一的硅烷偶联剂、三分之一的溶剂混合，在40℃时磁力搅拌1h，得到二氧化硅分散液，备用；
取质量份数的三氧化铝、三分之一的硅烷偶联剂、三分之一的溶剂混合，在40℃时磁力搅拌1h，得到三氧化铝分散液，备用；
取质量份数的氧化石墨烯、十八烷基胺、三分之一的溶剂混合，在30℃时磁力搅拌6h，得到改性氧化石墨烯分散液，备用；
取质量份数的双酚A型环氧树脂、乙烯基酯树脂、环氧丙烷加入玻璃容器中，在65℃下磁力搅拌1h；然后依次加入二氧化硅分散液、三氧化铝分散液、改性氧化石墨烯分散液，室温磁力搅拌1h，再室温超声分散30min；
将玻璃容器的溶液转移至真空脱泡机中，真空搅拌脱泡处理1h，得到混合液a；
取质量份数的聚醚三元醇放入真空干燥箱中真空脱水2h后，加入混合液a，真空氛围以300r/min搅拌，高速分散1h，得到混合液b；
取质量份数的二环己基甲烷二异氰酸酯放入反应容器中，水浴加热到75℃后，以120r/min搅拌，加入质量份数的聚氮丙啶交联剂，搅拌1h后，然后加入质量份数的二乙基甲苯二胺，继续搅拌1h后，再依次加入混合液b、质量份数的二月桂酸二丁基锡和固化剂，继续搅拌3h，得到改性环氧聚氨酯密封胶。
实施例4
一种改性环氧聚氨酯密封胶，包括以下质量份数原料：双酚A型环氧树脂18份，乙烯基酯树脂18份，二氧化硅0.5份，三氧化铝0.4份，氧化石墨烯0.4份，十八烷基胺0.15份，硅烷偶联剂8份，环氧丙烷25份，二环己基甲烷二异氰酸酯45份，聚醚三元醇50份，二月桂酸二丁基锡2份，聚氮丙啶交联剂4份，二乙基甲苯二胺3份，固化剂6份，溶剂30份，环氧扩链剂0.6份；
所述双酚A型环氧树脂的环氧当量在200g/mol；所述乙烯基酯树脂为乙烯基酯树脂901；所述固化剂为聚醚胺和聚硫醇复配固化剂，聚醚胺和聚硫醇的质量比为聚醚胺：聚硫醇＝9:1；所述溶剂为丙酮；
所述改性环氧聚氨酯密封胶的制备方法，包括以下步骤：
取质量份数的二氧化硅、三分之一的硅烷偶联剂、三分之一的溶剂混合，在40℃时磁力搅拌1h，得到二氧化硅分散液，备用；
取质量份数的三氧化铝、三分之一的硅烷偶联剂、三分之一的溶剂混合，在40℃时磁力搅拌1h，得到三氧化铝分散液，备用；
取质量份数的氧化石墨烯、十八烷基胺、三分之一的溶剂混合，在30℃时磁力搅拌6h，得到改性氧化石墨烯分散液，备用；
取质量份数的双酚A型环氧树脂、乙烯基酯树脂、环氧丙烷加入玻璃容器中，在70℃下磁力搅拌1h；然后依次加入二氧化硅分散液、三氧化铝分散液、改性氧化石墨烯分散液，室温磁力搅拌1h，再室温超声分散30min；
将玻璃容器的溶液转移至真空脱泡机中，真空搅拌脱泡处理1h，得到混合液a；
取质量份数的聚醚三元醇放入真空干燥箱中真空脱水2h后，加入混合液a，真空氛围以300r/min搅拌，高速分散1h，得到混合液b；
取质量份数的二环己基甲烷二异氰酸酯放入反应容器中，水浴加热到80℃后，以150r/min搅拌，加入质量份数的聚氮丙啶交联剂，搅拌1h后，然后加入质量份数的二乙基甲苯二胺、环氧扩链剂，继续搅拌1h后，再依次加入混合液b、质量份数的二月桂酸二丁基锡和固化剂，继续搅拌2h，得到改性环氧聚氨酯密封胶。
对实施例1～实施例4所制备的密封胶进行性能测试，测试结果如下表所示：
Figure BDA0003138440800000091
由表可知，按照本发明方法与配方制备的改性环氧聚氨酯密封胶具有良好的力学性质，良好的电绝缘性能、抗冲击性能和阻燃性能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种改性环氧聚氨酯密封胶，其特征在于，包括以下质量份数原料：双酚A型环氧树脂10～20份，乙烯基酯树脂10～20份，二氧化硅0.1～0.5份，三氧化铝0.1～0.5份，氧化石墨烯0.1～0.5份，十八烷基胺0.01～0.2份，硅烷偶联剂5～10份，环氧丙烷10～30份，二环己基甲烷二异氰酸酯30～50份，聚醚三元醇30～60份，二月桂酸二丁基锡1～3份，聚氮丙啶交联剂1～5份，二乙基甲苯二胺1～5份，固化剂2～8份，溶剂20～30份；
所述双酚A型环氧树脂的环氧当量在180～200g/mol；
所述乙烯基酯树脂为乙烯基酯树脂411、乙烯基酯树脂806、乙烯基酯树脂430、乙烯基酯树脂901中的一种；
所述固化剂为聚醚胺和聚硫醇复配固化剂，聚醚胺和聚硫醇的质量比为聚醚胺：聚硫醇＝9:1；
所述溶剂为丙酮、无水乙醇、甲苯中的一种；
所述改性环氧聚氨酯密封胶的制备方法，包括以下步骤：
取质量份数的二氧化硅、三分之一的硅烷偶联剂、三分之一的溶剂混合，在40℃时磁力搅拌1h，得到二氧化硅分散液，备用；
取质量份数的三氧化铝、三分之一的硅烷偶联剂、三分之一的溶剂混合，在40℃时磁力搅拌1h，得到三氧化铝分散液，备用；
取质量份数的氧化石墨烯、十八烷基胺、三分之一的溶剂混合，在30℃时磁力搅拌6h，得到改性氧化石墨烯分散液，备用；
取质量份数的双酚A型环氧树脂、乙烯基酯树脂、环氧丙烷加入玻璃容器中，在60～70℃下磁力搅拌1h；然后依次加入二氧化硅分散液、三氧化铝分散液、改性氧化石墨烯分散液，室温磁力搅拌1h，再室温超声分散30min；
将玻璃容器的溶液转移至真空脱泡机中，真空搅拌脱泡处理1h，得到混合液a；
取质量份数的聚醚三元醇放入真空干燥箱中真空脱水2h后，加入混合液a，真空氛围以200～400r/min搅拌，高速分散1h，得到混合液b；
取质量份数的二环己基甲烷二异氰酸酯放入反应容器中，水浴加热到70～80℃后，以100～150r/min搅拌，加入质量份数的聚氮丙啶交联剂，搅拌1h后，然后加入质量份数的二乙基甲苯二胺，继续搅拌1h后，再依次加入混合液b、质量份数的二月桂酸二丁基锡和固化剂，继续搅拌2～3h，得到改性环氧聚氨酯密封胶。
2.根据权利要求1所述的一种改性环氧聚氨酯密封胶，其特征在于：所述二氧化硅粒径小于50nm，三氧化铝粒径小于30nm。
3.根据权利要求1所述的一种改性环氧聚氨酯密封胶，其特征在于：所述真空脱泡机真空高速搅拌脱泡时，辅助加热，加热温度为60～80℃，搅拌速度在200～400r/min，真空度小于0.9MPa。
4.根据权利要求1所述的一种改性环氧聚氨酯密封胶，其特征在于：还包括质量份数为0.1～1份的环氧扩链剂，在制备改性环氧聚氨酯密封胶时，与二乙基甲苯二胺同时使用；所述环氧扩链剂为ADR4370、ADR4367、ADR3300的一种或多种。
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