CN114672232A - 一种装配式建筑密封胶用底涂、制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种装配式建筑密封胶用底涂、制备方法及应用，所述装配式建筑密封胶用底涂包括聚氨酯预聚体、促粘剂、硅催化剂、除水剂、溶剂；所述聚氨酯预聚体由异氰酸酯和多元醇反应制得；所述异氰酸酯选自芳香族异氰酸酯中的一种或多种；所述多元醇选自聚酯多元醇、聚醚多元醇中的混合物；所述促粘剂有环氧硅烷、巯基硅烷、仲胺基硅烷中的至少一种；所述催化剂选自有机锡、有机铋和有机胺催化剂中的至少一种。本发明所提供的装配式建筑密封胶用底涂与不同聚合物制备的装配式胶均有优异的粘接配套性能，不仅能够改善装配式密封胶常温下在水泥基材面的粘接性，还能提高装配式密封胶浸水粘接效果。

Description

一种装配式建筑密封胶用底涂、制备方法及应用
技术领域
本发明属于高分子密封材料领域，具体涉及一种装配式建筑密封胶用底涂、制备方法及应用。
背景技术
通用的聚氨酯弹性密封胶由于具有良好的高弹性、低温柔韧性、耐磨性和较高的物理力学性能等优点，使之在建筑、汽车和船舶等领域获得较广泛的应用。但其主要不足是在高温高湿环境下胶层容易发泡，对无孔基材的粘接和密封一般须施用底涂，而且耐热、耐水性较差。硅酮密封胶具有耐温、耐水、耐老化等优点，但也存在耐污染性差，可涂饰性差、耐磨性差、撕裂强度低等缺点。
20世纪70年代以来，国外先后开发出了端硅烷氧基聚醚密封胶(MS胶)和端硅烷氧基聚氨酯密封胶(SPUR胶)。这两类密封胶通常称为装配式密封胶；其在结构上都继承了端硅烷基结构和主链聚醚键结构的特点，综合性能优越。到目前，装配式密封胶在不使用底涂情况下的粘接范围已从无孔材料(玻璃，金属等)扩展到工程塑料，从一般的基材表面扩展到各种漆面。因此，近年来装配式密封胶已经越来越受到国内各行业的关注。
随着现在建筑技术的发展，住宅工业化因其具有缩短工期、提高安全性、节能环保、节约成本、稳定建筑质量、降低人工费用等优势，已成为住宅技术发展的必然趋势。住宅工业化中用到的构件是一种可在工厂内加工的预制混泥土构件，构件的制作过程包括模板制作与安装、混泥土制备与运输、构件浇筑振捣及养护、脱模与堆放等。构件在加工过程中经常需要使用表面处理剂和脱模剂，脱模剂是以矿物油为主要原料、添加蜡等配制而成的，矿物油能够和水泥混泥土中的碱发生皂化反应，生成碱性皂，残留在混泥土缝隙中，从而影响密封胶的粘接性；同时预制板制作过程中，为了保护其表面，经常会涂刷表面处理剂，这也可能对装配式密封胶的粘接造成困难。此外，由于水泥构件是多孔性材料，泡水后，水会慢慢渗透到装配式密封胶粘接面，并破坏表面层，从而导致装配式密封胶浸水后粘接效果变差。
为了提高装配式密封胶在水泥基材表面常温及浸水粘接结果，通常需要使用底涂对基材的表面进行处理。如中国发明CN104559758A公开了一种硅烷改性聚醚密封胶用底涂液及其制备方法，该底涂液主要以MQ树脂为主，仅配合硅烷改性聚醚装配式密封胶(MS)时具有较好的效果，配合硅烷改性聚氨酯装配式密封胶(SPUR)使用时促粘接效果差。
因此，亟需开发一种对所有装配式密封胶(包括装配式密封聚醚密封胶、装配式密封聚氨酯密封胶)都具有较好促粘接效果的底涂。
发明内容
本发明的第一个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种装配式建筑密封胶用底涂。
为此，本发明的上述目的通过如下技术方案实现：
一种装配式建筑密封胶用底涂，以重量份计，包括如下组分：
聚氨酯预聚体15～50份，
粘接促进剂1～5份，
催化剂0.01～1份，
吸水剂0.01～2份，以及
溶剂40～80份；
所述聚氨酯预聚体由异氰酸酯和多元醇反应制得；
所述异氰酸酯选自芳香族异氰酸酯中的至少一种；
所述促粘剂选自环氧硅烷、巯基硅烷、仲胺基硅烷中的至少一种；
所述催化剂选自有机锡、有机铋和有机胺催化剂中的至少一种；
所述吸水剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、原乙酸三甲酯、分子筛、对甲苯磺酰异氰酸酯中的至少一种；
所述溶剂选自乙酸乙酯、乙酸甲酯、丙酮、丁酮中的至少一种。
在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用如下技术方案：
作为本发明的优选技术方案：所述聚氨酯预聚体中异氰酸酯基团与多元醇羟基基团的物质的量比为2.0～3.0。
作为本发明的优选技术方案：所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和多苯基多亚甲基异氰酸酯中的至少一种。
作为本发明的优选技术方案：所述多元醇为聚醚多元醇与聚酯多元醇混合物；
所述聚醚多元醇与聚酯多元醇摩尔比为0.2～5：1；
所述聚醚多元醇的分子量为1000～4000，官能度为2～3；
所述聚酯多元醇的分子量为600～6000，官能度为2～3。
作为本发明的优选技术方案：
所述环氧硅烷选自γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、β-(3、4环氧环己基)-乙基三乙氧基硅烷和β-(3、4环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷中的至少一种；
所述巯基硅烷选自γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；
所述仲氨基硅烷选自N-(正丁基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-环己基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、双-(γ-三甲氧基硅丙基)胺、双(3-三乙氧基硅丙基)胺和N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
作为本发明的优选技术方案：
所述有机锡催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡、二丁酸二丁基锡、二油酸二丁基锡中的至少一种；
所述有机铋催化剂选自新癸酸铋、月桂酸铋、异辛酸铋和环烷酸铋中的至少一种；
所述胺催化剂选自N,N-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺和N,N-二甲基苄胺中的至少一种。
作为本发明的优选技术方案：所述吸水剂选乙烯基三甲氧基硅烷、原乙酸三甲酯、分子筛、对甲苯磺酰异氰酸酯中的至少一种。
本发明第二个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种装配式建筑密封胶用底涂的制备方法。
为此，本发明的上述目的通过如下技术方案实现：
根据前文所述的装配式建筑密封胶用底涂的制备方法，包括如下步骤：
1)、将聚醚多元醇、聚酯多元醇于90～130℃下脱水1～5h，得到水分＜300ppm的多元醇混合物；
2)、将多元醇混合物降温到50～70℃，加入溶剂、异氰酸酯混合，反应1～4h，降温到40℃以下，得到聚氨酯预聚体；
3)、将聚氨酯预聚体、粘接促进剂、催化剂、脱水剂和溶剂混合，常温搅拌0.5～1h，得到装配式密封胶用底涂。
本发明还有一个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供前文所述的装配式建筑密封胶用底涂在水泥基材面粘结不同聚合物制备的装配式密封胶的应用。
为此，本发明的上述目的通过如下技术方案实现：
根据前文所述的装配式建筑密封胶用底涂在水泥基材粘结方面的应用。
本发明提供一种装配式建筑密封胶用底涂、制备方法及应用，所提供的装配式建筑密封胶用底涂与不同聚合物制备的装配式胶均有优异的粘接配套性能，不仅能够改善装配式密封胶常温下在水泥基材面的粘接性，还能提高装配式密封胶浸水粘接效果。
具体实施方式
参照具体实施例对本发明作进一步详细地描述。
实施例1
聚氨酯预聚体的制备：
将300g聚醚多元醇(PPG3000)、200g聚酯多元醇(2-甲基-2，4戊二醇与己二酸聚酯二元醇，分子量2000)120℃脱水2h，得到水分＜300ppm的多元醇混合物；将多元醇混合物降温到50℃，加入380g乙酸乙酯和120g MDI混合，70℃搅拌反应2h，降温到40℃以下，得到聚氨酯预聚体。
装配式底涂的制备：
将250g上述聚氨酯预聚体、20g粘接促进剂KH560、5g脱水剂乙烯基三甲氧基硅烷、600g乙酸乙酯溶剂和2g二月桂酸二丁基锡混合，常温搅拌0.5h，得到装配式密封胶用底涂。
底涂粘接性能考察：
按照水泥基材面粘接性检测方法，分别采用之江SPUR型改性密封胶、MS型改性密封胶配合本发明底涂制作模块。常温养护28天，40℃浸水养护7天考察粘接性。
比较例1
聚氨酯预聚体的制备：
将600g聚醚多元醇(PPG3000)120℃脱水2h，得到水分＜300ppm的多元醇；将聚醚多元醇降温到50℃，加入380g乙酸乙酯和120g MDI混合，70℃搅拌反应2h，降温到40℃以下，得到聚氨酯预聚体。
装配式底涂的制备：
将250g上述聚氨酯预聚体、20g粘接促进剂KH560、5g脱水剂乙烯基三甲氧基硅烷、600g乙酸乙酯溶剂和2g二月桂酸二丁基锡混合，常温搅拌0.5h，得到装配式密封胶用底涂。
比较例2
聚氨酯预聚体的制备：
将400g聚酯多元醇(2-甲基-2，4戊二醇与己二酸聚酯二元醇，分子量2000)120℃脱水2h，得到水分＜300ppm的多元醇；将聚醚多元醇降温到50℃，加入380g乙酸乙酯和120gMDI混合，70℃搅拌反应2h，降温到40℃以下，得到聚氨酯预聚体。
装配式底涂的制备：
将250g上述聚氨酯预聚体、20g粘接促进剂KH560、5g脱水剂乙烯基三甲氧基硅烷、600g乙酸乙酯溶剂和2g二月桂酸二丁基锡混合，常温搅拌0.5h，得到装配式密封胶用底涂。
比较例3
聚氨酯预聚体的制备：
将300g聚醚多元醇(PPG6000)、200g聚酯多元醇(二乙二醇与邻苯二甲酸聚酯二元醇，分子量450)120℃脱水2h，得到水分＜300ppm的多元醇混合物；将多元醇混合物降温到50℃，加入380g乙酸乙酯和120g MDI混合，70℃搅拌反应2h，降温到40℃以下，得到聚氨酯预聚体。
装配式底涂的制备：
将250g上述聚氨酯预聚体、20g粘接促进剂KH560、5g脱水剂乙烯基三甲氧基硅烷、600g乙酸乙酯溶剂和2g二月桂酸二丁基锡混合，常温搅拌0.5h，得到装配式密封胶用底涂。
比较例4
聚氨酯预聚体的制备：
将300g聚醚多元醇(PPG3000)、200g聚酯多元醇(2-甲基-2，4戊二醇与己二酸聚酯二元醇，分子量2000)120℃脱水2h，得到水分＜300ppm的多元醇混合物；将多元醇混合物降温到50℃，加入380g乙酸乙酯和75g MDI混合，70℃搅拌反应2h，降温到40℃以下，得到聚氨酯预聚体。
装配式底涂的制备：
将250g上述聚氨酯预聚体、20g粘接促进剂KH560、5g脱水剂乙烯基三甲氧基硅烷、600g乙酸乙酯溶剂和2g二月桂酸二丁基锡混合，常温搅拌0.5h，得到装配式密封胶用底涂。
实施例2
聚氨酯预聚体的制备：
将300g聚醚多元醇(PPG2000)、200g聚酯多元醇(2-甲基-2，4戊二醇与己二酸聚酯二元醇，分子量2000)110℃脱水2h，得到水分＜300ppm的多元醇混合物；将多元醇混合物降温到50℃，加入380g乙酸乙酯和160g MDI混合，70℃搅拌反应2h，降温到40℃以下，得到聚氨酯预聚体。
装配式底涂的制备：
将250g上述聚氨酯预聚体、20g粘接促进剂N-(正丁基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、5g脱水剂乙烯基三甲氧基硅烷、600g乙酸乙酯溶剂和2g月桂酸铋混合，常温搅拌1h，得到装配式密封胶用底涂。
实施例3
聚氨酯预聚体的制备：
将300g聚醚多元醇(PPG3000)、200g聚酯多元醇(1，2丙二醇与己二酸聚酯二元醇，分子量1000)130℃脱水2h，得到水分＜300ppm的多元醇混合物；将多元醇混合物降温到50℃，加入380g乙酸乙酯和200g MDI混合，65℃搅拌反应2h，降温到40℃以下，得到聚氨酯预聚体。
装配式底涂的制备：
将250g上述聚氨酯预聚体、20g粘接促进剂巯基丙基三甲氧基硅烷、5g脱水剂原乙酸三甲酯、600g丁酮溶剂和2g二月桂酸二丁基锡混合，常温搅拌0.75h，得到装配式密封胶用底涂。
实施例4
聚氨酯预聚体的制备：
将300g聚醚多元醇(PPG3000)、200g聚酯多元醇(2-甲基-2，4戊二醇与己二酸聚酯二元醇，分子量2000)120℃脱水3h，得到水分＜300ppm的多元醇混合物；将多元醇混合物降温到60℃，加入380g丁酮和120g MDI混合，70℃搅拌反应2h，降温到40℃以下，得到聚氨酯预聚体。
装配式底涂的制备：
将450g上述聚氨酯预聚体、20g粘接促进剂巯基丙基三乙氧基硅烷、8g脱水剂对甲苯磺酰异氰酸酯、750g乙酸乙酯溶剂和5g双(2-二甲氨基乙基)醚混合，常温搅拌0.75h，得到装配式密封胶用底涂。
实施例1～4和比较例1～4的底涂配合装配式密封胶制作模块检测底涂与改性胶的配套粘接效果，各实施例和比较例的常温、浸水配套粘接性能见下表1所示。
表1本发明实施例和比较例底涂对改性密封胶的配套粘接效果
Figure BDA0003533888070000081
由以上实施例以及比较例的测试结果可以发现：本发明所提供的装配式建筑密封胶用底涂与不同聚合物制备的装配式胶均有优异的粘接配套性能，不仅能够改善装配式密封胶常温下在水泥基材面的粘接性，还能提高装配式密封胶浸水粘接效果。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，仅为本发明的优选实施例，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种装配式建筑密封胶用底涂，其特征在于：所述装配式建筑密封胶用底涂以重量份计，包括如下组分：
聚氨酯预聚体15～50份，
粘接促进剂1～5份，
催化剂0.01～1份，
吸水剂0.01～2份，以及
溶剂40～80份；
所述聚氨酯预聚体由异氰酸酯和多元醇反应制得；
所述异氰酸酯选自芳香族异氰酸酯中的至少一种；
所述促粘剂选自环氧硅烷、巯基硅烷、仲胺基硅烷中的至少一种；
所述催化剂选自有机锡、有机铋和有机胺催化剂中的至少一种；
所述吸水剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、原乙酸三甲酯、分子筛、对甲苯磺酰异氰酸酯中的至少一种；
所述溶剂选自乙酸乙酯、乙酸甲酯、丙酮、丁酮中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的装配式建筑密封胶用底涂，其特征在于：所述聚氨酯预聚体中异氰酸酯基团与多元醇羟基基团的物质的量比为2.0～3.0。
3.根据权利要求1或2所述的装配式建筑密封胶用底涂，其特征在于：所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和多苯基多亚甲基异氰酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的装配式建筑密封胶用底涂，其特征在于：所述多元醇为聚醚多元醇与聚酯多元醇混合物；
所述聚醚多元醇与聚酯多元醇摩尔比为0.2～5：1；
所述聚醚多元醇的分子量为1000～4000，官能度为2～3；
所述聚酯多元醇的分子量为600～6000，官能度为2～3。
5.根据权利要求1所述的装配式建筑密封胶用底涂，其特征在于：
所述环氧硅烷选自γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、β-(3、4环氧环己基)-乙基三乙氧基硅烷和β-(3、4环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷中的至少一种；
所述巯基硅烷选自γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；
所述仲氨基硅烷选自N-(正丁基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-环己基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、双-(γ-三甲氧基硅丙基)胺、双(3-三乙氧基硅丙基)胺和N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的装配式建筑密封胶用底涂，其特征在于：
所述有机锡催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡、二丁酸二丁基锡、二油酸二丁基锡中的至少一种；
所述有机铋催化剂选自新癸酸铋、月桂酸铋、异辛酸铋和环烷酸铋中的至少一种；
所述胺催化剂选自N,N-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺和N,N-二甲基苄胺中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的装配式建筑密封胶用底涂，其特征在于：所述吸水剂选乙烯基三甲氧基硅烷、原乙酸三甲酯、分子筛、对甲苯磺酰异氰酸酯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的装配式建筑密封胶用底涂的制备方法，其特征在于：所述装配式建筑密封胶用底涂的制备方法包括如下步骤：
1)、将聚醚多元醇、聚酯多元醇于90～130℃下脱水1～5h，得到水分＜300ppm的多元醇混合物；
2)、将多元醇混合物降温到50～70℃，加入溶剂、异氰酸酯混合，反应1～4h，降温到40℃以下，得到聚氨酯预聚体；
3)、将聚氨酯预聚体、粘接促进剂、催化剂、脱水剂和溶剂混合，常温搅拌0.5～1h，得到装配式密封胶用底涂。
9.根据权利要求1所述的装配式建筑密封胶用底涂在水泥基材面粘结不同聚合物制备的装配式密封胶的应用。
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