CN113402963A - 一种聚氨酯玻璃底涂剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯玻璃底涂剂及其制备方法，聚氨酯玻璃底涂剂以重量份计包括：硅烷改性聚氨酯预聚物10~30份，粘接促进剂1~5份，分散剂1~2份，炭黑1~5份，溶剂60~85份，催化剂0.01~0.2份；所述硅烷改性聚氨酯预聚物由2~10份多元醇和4~22份多异氰酸酯聚合后再利用硅烷偶联剂对其进行封端得到；粘接促进剂是指γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ‑缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、β‑(3,4‑环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷或β‑(3,4‑环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷中的一种；分散剂是指迪高公司Dispers 673、毕克化学公司BYK‑161、深圳恒河公司GR‑5100H产品中的一种。该底涂剂增粘效果好，固含量低。

Description

一种聚氨酯玻璃底涂剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及底涂剂技术领域，具体涉及汽车天窗玻璃与聚氨酯包边材料之间粘接用底涂剂。
背景技术
汽车玻璃包边成型工艺是聚氨酯组分按比例精确计量，在混合头内高压碰撞混合后充入放置有玻璃的模具内，混合物在模腔内反应而固化成型，包覆于玻璃边缘表面。玻璃表面涂覆底涂剂可提高聚氨酯材料与玻璃的粘接强度。
专利文献CN102516921A公开了一种硅烷改性聚氨酯玻璃底涂剂的制备方法，制得的底涂剂具有较长的开放时间；专利文献CN103113819A公开了一种聚氨酯密封胶用底涂剂，其具有较短的表干和固化时间；专利CN106752838B公开了一种聚氨酯密封胶底涂剂，耐湿热老化性能优异。这些底涂剂用于聚氨酯材料与天窗玻璃的粘接，粘接效果不能令人满意，同时它们的固含量较高，均在30%以上，成本较高。
现有技术制备的底涂剂的粘接效果未达到最佳。底涂剂和聚氨酯密封胶或包边料依次施工后，为测得使用底涂剂后的剥离强度，需将聚氨酯密封胶或包边料从玻璃上剥下，并进行90°剥离测试，记录最大拉力值，此为汽车制造厂家进行产品抽检时常用测试方法。若聚氨酯密封胶或包边料无法完整从玻璃上剥下，说明剥离强度大于密封胶或包边料本身的强度，无法测得真实剥离强度，即为最佳粘接效果。
发明内容
基于现有技术存在的问题，本发明的第一个目的是提供一种聚氨酯玻璃底涂剂，该底涂剂与聚氨酯玻璃密封胶或包边料搭配使用时，能够保证聚氨酯包边材料与天窗玻璃有较高的粘接强度，剥离强度大，同时因固含量较低，可显著降低成本。
本发明的第二个目的是提供一种制备聚氨酯玻璃底涂剂的方法。
为实现第一个目的，本发明提供一种聚氨酯玻璃底涂剂，以重量份计包括：
硅烷改性聚氨酯预聚物10 ~ 30份，粘接促进剂1 ~ 5份，分散剂1 ~ 2份，炭黑1 ~5份，溶剂60 ~ 85份，催化剂0.01 ~ 0.2份。
所述硅烷改性聚氨酯预聚物由2 ~ 10份多元醇和4 ~ 22份多异氰酸酯聚合后再利用硅烷偶联剂对其进行封端得到。
所述多元醇优选蓝星东大公司DL-400产品、蓝星东大公司DL-1000产品、二丙二醇、二乙二醇、1,3-丁二醇、甲基丙二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇或羟基新戊酸羟基新戊醇酯等中的一种。
所述多异氰酸酯优选六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯等中的一种或几种。
所述硅烷偶联剂优选3-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷或γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷等中的一种。
所述粘接促进剂优选γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷或β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷等中的一种。
所述分散剂优选迪高公司Dispers 673、毕克化学公司BYK-161、深圳恒河公司GR-5100H等产品中的一种。
所述炭黑优选欧励隆公司U碳、欧励隆公司49L、欧励隆公司XPB-756、深圳恒河公司GR-M26315L等产品中的一种。
所述溶剂优选乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮、异丁酮、环己酮、甲苯或二甲苯等中的一种或几种。
所述催化剂优选异辛酸铋、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二辛癸酸二甲基锡、三乙胺、三亚乙基二胺或双(2,2-吗啉乙基)醚等中的一种或几种。
为实现第二个目的，本发明提供一种制备聚氨酯玻璃底涂剂的方法，包括以下步骤：
（1）将2 ~ 10份多元醇和4 ~ 22份多异氰酸酯混合，在40 ~ 60 ℃温度条件下反应10 ~ 60分钟，加入0.01 ~ 0.2份催化剂，在60 ~ 110 ℃温度条件下继续反应6 ~ 12小时，测试NCO含量为6% ~ 8%时，加入1 ~ 5份硅烷偶联剂，在60 ~ 110 ℃温度条件下反应2~ 5小时，测试NCO含量为4.5% ~ 5.5%时，即制得硅烷改性聚氨酯预聚物。
（2）将10 ~ 30份硅烷改性聚氨酯预聚物、1 ~ 5份粘接促进剂、1 ~ 2份分散剂、1~ 5份炭黑、60 ~ 85份溶剂、0.01 ~ 0.2份催化剂加入到研磨机中，在1200 ~ 1800转/分钟的转速下研磨3 ~ 10小时，即得底涂剂。
本发明通过使用硅烷偶联剂对聚氨酯预聚物进行改性，并添加粘接促进剂，使底涂剂在与聚氨酯密封胶或包边料搭配使用时，能够保证聚氨酯材料与天窗玻璃有较高的粘接强度，其剥离强度等性能优于现有技术同类产品，能够显著提高汽车玻璃产品总成的安全性。此外，该底涂剂的固含量较低，在保证粘接强度不下降的前提下能够显著降低生产成本。
本发明制备的聚氨酯玻璃底涂剂不仅可用于汽车天窗总成产品，还可应用于前后挡风玻璃和后三角玻璃等粘结。
具体实施方式
为便于理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。实施例提供一种聚氨酯玻璃包边用底涂剂及其制备方法。
实施例1
（1）制备硅烷改性聚氨酯预聚物：
将5份DL-400、6份六亚甲基二异氰酸酯、1份六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯、0.5份甲苯二异氰酸酯、3份多亚甲基多苯基异氰酸酯充分混合，在40 ℃温度条件下反应60分钟，加入0.05份异辛酸铋，在85 ℃温度条件下继续反应9小时，测试NCO含量为6% ~ 8%，加入3份3-氨基丙基三甲氧基硅烷，在85 ℃温度条件下反应3小时，测试NCO含量为4.5% ~5.5%，即制得硅烷改性聚氨酯预聚物。
（2）制备底涂剂：
将20份硅烷改性聚氨酯预聚物、3份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、1.5份Dispers 673、3份U碳、30份乙酸乙酯、40份丙酮、0.05份辛酸亚锡加入到研磨机中，在1500转/分钟的转速下研磨5小时，即得底涂剂。
实施例2
（1）制备硅烷改性聚氨酯预聚物：
将2份DL-1000、3份六亚甲基二异氰酸酯、0.1份六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯、0.1份甲苯二异氰酸酯、1份多亚甲基多苯基异氰酸酯充分混合，在50 ℃温度条件下反应30分钟，加入0.01份二月桂酸二丁基锡，在60 ℃温度条件下继续反应12小时，测试NCO含量为6% ~ 8%，加入1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在60 ℃温度条件下反应5小时，测试NCO含量为4.5% ~ 5.5%，即制得硅烷改性聚氨酯预聚物。
（2）制备底涂剂：
将10份硅烷改性聚氨酯预聚物、1份γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、1份BYK-161、1份49L、25份乙酸丁酯、35份丁酮、0.01份二辛癸酸二甲基锡加入到研磨机中，在1200转/分钟的转速下研磨10小时，即得底涂剂。
实施例3
（1）制备硅烷改性聚氨酯预聚物：
将10份二丙二醇、12份六亚甲基二异氰酸酯、3份六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯、1.5份甲苯二异氰酸酯、5份多亚甲基多苯基异氰酸酯充分混合，在60 ℃温度条件下反应10分钟，加入0.2份三乙胺，在110 ℃温度条件下继续反应6小时，测试NCO含量为6% ~8%，加入5份γ-巯丙基三甲氧基硅烷，在110 ℃温度条件下反应2小时，测试NCO含量为4.5%~ 5.5%，即制得硅烷改性聚氨酯预聚物。
（2）制备底涂剂：
将20份硅烷改性聚氨酯预聚物、3份β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、1.4份GR-5100H、3份XPB-756、30份乙酸乙酯、45份异丁酮、0.05份三亚乙基二胺加入到研磨机中，在1800转/分钟的转速下研磨3小时，即得底涂剂。
对比例1
（1）将15份聚酯多元醇在110 ℃，压力小于-0.092MPa下，除水2小时，降温至65℃，向其中加入3份甲苯二异氰酸酯，在85℃下反应2小时，降温至50 ℃，然后向其中加入2份γ-巯丙基三甲氧基硅烷，反应1小时，降温至25 ℃，得到硅烷封端聚氨酯聚合物。
（2）将15份丙烯酸酯多元醇在110 ℃，压力小于-0.092MPa下，除水1 .5小时，降温至65 ℃，向其中加入4份苯二亚甲基二异氰酸酯，在80 ~ 85 ℃下反应2 ~ 3小时，降温至20 ~ 30 ℃，得到改性聚氨基甲酸酯。
（3）将25份步骤（1）所得硅烷封端聚氨酯聚合物和25份步骤（2）所得改性聚氨基甲酸酯加入球磨机中，然后向其中加入25份乙酸乙酯和25份丙酮，1.5份除水剂乙烯基三甲氧基硅烷，1.5份防沉剂气相二氧化硅，4份附着力促进剂TDI三聚体，球磨1.5小时后，加入5份炭黑、0.05份三亚乙基二胺和0.05份二月桂酸二丁基锡，球磨4小时得到聚氨酯密封胶底涂剂。
对实施例1、2、3和对比例1的物理指标和经施工制成的天窗总成产品的性能指标如表1所示。
表1 底涂剂的物理指标和性能指标
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Claims (8)

1.一种聚氨酯玻璃底涂剂，其特征是以重量份计包括：
硅烷改性聚氨酯预聚物10 ~ 30份，粘接促进剂1 ~ 5份，分散剂1 ~ 2份，炭黑1 ~ 5份，溶剂60 ~ 85份，催化剂0.01 ~ 0.2份；
所述硅烷改性聚氨酯预聚物由2 ~ 10份多元醇和4 ~ 22份多异氰酸酯聚合后再利用硅烷偶联剂对其进行封端得到；
所述粘接促进剂是指γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷或β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷中的一种；
所述分散剂是指迪高公司Dispers 673、毕克化学公司BYK-161、深圳恒河公司GR-5100H产品中的一种。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯玻璃底涂剂，其特征是多元醇是指蓝星东大公司DL-400产品、蓝星东大公司DL-1000产品、二丙二醇、二乙二醇、1,3-丁二醇、甲基丙二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇或羟基新戊酸羟基新戊醇酯中的一种。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯玻璃底涂剂，其特征是所述多异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯玻璃底涂剂，其特征是所述硅烷偶联剂选自3-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷或γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的一种。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯玻璃底涂剂，其特征是所述炭黑选自欧励隆公司U碳、欧励隆公司49L、欧励隆公司XPB-756、深圳恒河公司GR-M26315L产品中的一种。
6.根据权利要求1所述的聚氨酯玻璃底涂剂，其特征是所述溶剂选自乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮、异丁酮、环己酮、甲苯或二甲苯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的聚氨酯玻璃底涂剂，其特征是所述催化剂选自异辛酸铋、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二辛癸酸二甲基锡、三乙胺、三亚乙基二胺或双(2,2-吗啉乙基)醚中的一种或几种。
8.一种制备权利要求1~7之一所述的聚氨酯玻璃底涂剂的方法，其特征是包括以下步骤：
（1）将2 ~ 10份多元醇和4 ~ 22份多异氰酸酯混合，在40 ~ 60 ℃反应10 ~ 60分钟，加入0.01 ~ 0.2份催化剂，在60 ~ 110 ℃温度条件下继续反应6 ~ 12h，测试NCO含量为6%~ 8%时，加入1 ~ 5份硅烷偶联剂，在60 ~ 110 ℃反应2 ~ 5h，测试NCO含量为4.5% ~ 5.5%时，即制得硅烷改性聚氨酯预聚物；
（2）将10 ~ 30份硅烷改性聚氨酯预聚物、1 ~ 5份粘接促进剂、1 ~ 2份分散剂、1 ~ 5份炭黑、60 ~ 85份溶剂、0.01 ~ 0.2份催化剂加入到研磨机中，在1200 ~ 1800转/分钟的转速下研磨3 ~ 10h，即得底涂剂。
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