CN115746747B - 一种汽车焊缝喷塑用耐高温密封胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种汽车焊缝喷塑用耐高温密封胶，该密封胶由下列组分组成：聚氯乙烯树脂、硅树脂、增塑剂、填料、颜料、触变剂、附着力促进剂、催化剂。同时还公开了其制备方法。本发明通过添加硅树脂对普通型聚氯乙烯密封胶进行改性，获得的改性密封胶具有极低的TVOC含量，生态环保，实现高温快速固化，具有良好的柔韧性、粘结性、耐高温性及喷塑附着性能，解决了普通型聚氯乙烯密封胶不耐高温以及高温下流挂、黄变现象。对钢材、铝材、塑料等材料粘接牢固，广泛用于汽车车辆、高铁火车、机械设备零部件等领域。
Description
技术领域
本发明涉及聚氯乙烯胶粘剂技术领域，具体涉及一种汽车焊缝喷塑用耐高温密封胶及其制备方法，该密封胶具备生态环保，可实现快速固化，耐高温喷塑的特点。
背景技术
在表面覆盖技术中，涂装工艺根据使用的涂料不同，分为喷漆工艺、喷塑工艺及金属粉末喷涂工艺等。喷漆工艺的油漆存在有机溶剂含量高，不环保等缺点。喷塑工艺是一种使用不含溶剂的100%固体粉末作为涂料的涂装方式，其工作原理是将塑料粉末通过电场喷涂在工件表面，形成塑料涂层，随后经高温烘烤后，塑料颗粒熔化成致密的保护层，紧紧地粘在工件表面。喷塑工艺不需要稀释剂或底漆，绿色环保，另外还具有涂层性能好、多样高效、成品率高、可回收利用等优点，广泛应用于汽车配件，护栏，变压器，配电柜，健身器材，家用电器等的表面涂装。
目前国家政策鼓励喷塑工艺，新开工的汽车项目也要求采用喷塑工艺。汽车车身焊缝密封胶，可以起到密封、防腐等作用，是汽车制造中必不可少的车身胶粘剂。聚氯乙烯树脂由于具有良好的弹性、耐候性、耐腐蚀性、低温柔韧性等优点，广泛应用于车身焊缝密封胶领域。由于喷塑工艺需要高温烘烤，大约220~280℃，要求焊缝密封胶必须耐高温，但是聚氯乙烯树脂存在热稳定性较差且容易颜色发黄等缺点，因此急需开发一种喷塑用耐高温且不易发生黄变的焊缝密封胶，以满足其使用要求。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种生态环保、可实现快速粘接，并且具有良好柔韧性、粘结性、耐高温性及喷塑附着力性能的汽车焊缝喷塑用耐高温密封胶，解决了现有聚氯乙烯密封胶不耐高温及高温下流挂发黄的技术问题，是一种实用的汽车焊缝密封用胶粘剂。
为实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：
一种汽车焊缝喷塑用耐高温密封胶，由以下重量份的原料组成：
聚氯乙烯树脂：15-30份，
硅树脂：1-20份，
增塑剂：10-20份，
填料：30-50份，
触变剂：2-5份，
颜料：1-5份，
附着力促进剂：1-5份，
催化剂：0.1-5份。
优选地，所述聚氯乙烯树脂为聚氯乙烯（PVC）糊树脂。
优选地，所述硅树脂为甲基苯基硅树脂、甲基硅树脂、低苯基甲基硅树脂中的一种或几种。
优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二异癸酯或邻苯二甲酸二异壬酯。
优选地，所述填料为碳酸钙、氧化钙或石英粉中的一种或几种。
优选地，所述触变剂为二氧化硅或陶土。
优选地，所述颜料为钛白粉。
优选地，所述附着力促进剂为改性聚酰胺、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
优选地，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或二醋酸二丁基锡。
本发明还提供了一种汽车焊缝喷塑用耐高温密封胶的制备方法，包括如下步骤：
（1）按比例称取聚氯乙烯树脂、硅树脂、增塑剂，在反应釜中混合，加热至50-70℃，真空条件下开启搅拌，搅拌速度200-500r/min，搅拌时间为1h-3h；
（2）按比例称取填料、触变剂、颜料，加入反应釜中，真空条件下混合，开启搅拌，以500-800r/min，搅拌1h-3h，然后熟化1-3天；
（3）继续按比例称取附着力促进剂及催化剂，加入反应釜中，真空条件下开启搅拌，搅拌速度200-500r/min，搅拌时间为0.5-1h，得到所述耐高温密封胶。
本发明的有益效果为：
本发明的喷塑用耐高温密封胶通过控制聚氯乙烯树脂与硅树脂的含量、增塑剂的种类与含量、填料的种类与含量等技术参数，制备得到的产品具有极低的TVOC含量，生态环保，可实现快速粘接，并且具有良好的柔韧性、粘结性、耐高温性及喷塑附着性能，解决了普通型聚氯乙烯密封胶不耐高温以及高温下流挂、黄变的问题，是一种实用的理想汽车焊缝密封用胶粘剂。
附图说明
图1是改性PVC胶与未改性PVC胶固化后对比照片。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
一种汽车焊缝喷塑用耐高温密封胶，按重量份计，各原料组成为：30份聚氯乙烯糊树脂，1份甲基苯基硅树脂，10份邻苯二甲酸二异癸酯，50份碳酸钙，2份二氧化硅，1份钛白粉，5份改性聚酰胺，0.1份二月桂酸二丁基锡。
其制备步骤为：
（1）按上述配方称量聚氯乙烯糊树脂、甲基苯基硅树脂、邻苯二甲酸二异癸酯，在反应釜中混合，加热至50℃，真空条件下开启搅拌，搅拌速度200r/min，搅拌时间为1h；
（2）按上述配方称量碳酸钙、二氧化硅、钛白粉，加入反应釜中，真空条件下混合，开启搅拌，以500r/min，搅拌1h，然后熟化1天；
（3）继续按上述配方称重改性聚酰胺和二月桂酸二丁基锡，加入反应釜中，真空条件下开启搅拌，搅拌速度200r/min，搅拌时间为0.5h，即得耐高温密封胶。
实施例2：
一种汽车焊缝喷塑用耐高温密封胶，按重量份计，各原料组成为：25份聚氯乙烯糊树脂，5份低苯基甲基硅树脂，12份邻苯二甲酸二异壬酯，45份碳酸钙，5份氧化钙，2份陶土，2份钛白粉，3份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，1份二醋酸二丁基锡。
其制备步骤为：
（1）按上述配方称量聚氯乙烯糊树脂、低苯基甲基硅树脂、邻苯二甲酸二异壬酯，在反应釜中混合，加热至55℃，真空条件下开启搅拌，搅拌速度300r/min，搅拌时间为1.5h；
（2）按上述配方称量碳酸钙、氧化钙、陶土、钛白粉，加入反应釜中，真空条件下混合，开启搅拌，以600r/min，搅拌1.5h，然后熟化1.5天；
（3）继续按上述配方称重γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和二醋酸二丁基锡，加入反应釜中，真空条件下开启搅拌，搅拌速度300r/min，搅拌时间为0.8h，即得耐高温密封胶。
实施例3：
一种汽车焊缝喷塑用耐高温密封胶，按重量份计，各原料组成为：20份聚氯乙烯糊树脂，10份甲基硅树脂，15份邻苯二甲酸二异壬酯，20份碳酸钙，15份石英粉，5份氧化钙，5份陶土，3份钛白粉，3份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，3份二醋酸二丁基锡。
其制备步骤为：
（1）按上述配方称量聚氯乙烯糊树脂、甲基硅树脂、邻苯二甲酸二异壬酯，在反应釜中混合，加热至60℃，真空条件下开启搅拌，搅拌速度400r/min，搅拌时间为2h；
（2）按上述配方称量碳酸钙、氧化钙、石英粉、陶土、钛白粉，加入反应釜中，真空条件下混合，开启搅拌，以700r/min，搅拌2h，然后熟化2天；
（3）继续按上述配方称重γ-氨丙基三乙氧基硅烷和二醋酸二丁基锡，加入反应釜中，真空条件下开启搅拌，搅拌速度400r/min，搅拌时间为0.8h，即得耐高温密封胶。
实施例4：
一种汽车焊缝喷塑用耐高温密封胶，按重量份计，各原料组成为：15份聚氯乙烯糊树脂，20份甲基苯基硅树脂，20份邻苯二甲酸二异癸酯，20份碳酸钙，5份石英粉，5份氧化钙，5份二氧化硅，5份钛白粉，1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，1份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，5份二月桂酸二丁基锡。
其制备步骤为：
（1）按上述配方称量聚氯乙烯糊树脂、甲基苯基硅树脂、邻苯二甲酸二异癸酯，在反应釜中混合，加热至70℃，真空条件下开启搅拌，搅拌速度500r/min，搅拌时间为3h；
（2）按上述配方称量碳酸钙、石英粉、氧化钙、二氧化硅、钛白粉，加入反应釜中，真空条件下混合，开启搅拌，以800r/min，搅拌3h，然后熟化3天；
（3）继续按上述配方称重γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和二月桂酸二丁基锡，加入反应釜中，真空条件下开启搅拌，搅拌速度500r/min，搅拌时间为1h，即得耐高温密封胶。
对比例1：
本对比例的密封胶组分和制备方法与实施例1不同之处在于，组分中，不添加甲基苯基硅树脂。
其余均与实施例1相同。
对比例2：
本对比例的密封胶组分和制备方法与实施例2不同之处在于，组分中，不添加低苯基甲基硅树脂。
其余均与实施例2相同。
对比例3：
本对比例的密封胶组分和制备方法与实施例1不同之处在于，组分中，甲基苯基硅树脂0.5份，其余均与实施例1相同。
对比例4：
本对比例的密封胶组分和制备方法与实施例1不同之处在于，组分中，甲基苯基硅树脂25份，其余均与实施例1相同。
性能测试
分别对实施例1-4和对比例1-4制备的密封胶测试其粘度、延伸率、硬度、剪切强度、耐高温性能和喷塑附着力性能。其中，粘度测试方法为GB/T2794；延伸率依据标准为GB/T528；硬度依据标准为GB/T531.1；剪切强度依据标准为GB/T7124；耐高温性能测试方法为工件喷塑后经240℃下15min后，观察表面是否黄变及流变；喷塑附着力性能测试标准为GB/T1720。
测试结果见下表1。
表1改性聚氯乙烯胶粘剂各项性能测试统计表
| 粘度（Pa.s） | 延伸率（%） | 硬度（邵A） | 剪切强度（MPa） | 耐高温性能（240℃15min） | 喷塑附着力性能 | |
| 实施例1 | 1180 | 155 | 51 | 1.56 | 良好不黄变 | 3级 |
| 实施例2 | 1100 | 165 | 53 | 1.63 | 良好不黄变 | 1级 |
| 实施例3 | 1020 | 172 | 56 | 1.74 | 良好不黄变 | 1级 |
| 实施例4 | 950 | 181 | 58 | 1.85 | 良好不黄变 | 3级 |
| 对比例1 | 1090 | 136 | 50 | 1.21 | 不好，黄变 | 4级 |
| 对比例2 | 980 | 128 | 51 | 1.32 | 不好，黄变 | 4级 |
| 对比例3 | 1200 | 153 | 50 | 1.35 | 不好，黄变 | 4级 |
| 对比例4 | 940 | 183 | 59 | 2.32 | 良好不黄变 | 6级 |
由测试结果可知，当硅树脂质量含量在1-20份之间时，实施例1、2、3、4都具有良好的延伸率，硬度及剪切强度。且由于硅树脂的添加，改性密封胶都展现出良好的耐高温性能及喷塑附着力性能，不同硅树脂对改性密封胶的性能影响区别不大。当硅树脂含量太低，不足1份质量含量时，对比例1中改性密封胶不耐高温且容易黄变；当硅树脂含量太高，超过20份质量含量时，如对比例4中改性密封胶喷塑附着力性能很差，更不能附着油漆。另外，对比例1和2中由于没有添加硅树脂，导致耐高温性能不好，存在黄变现象，并且喷塑附着力性能也较差。
此外，为了能直观展示本发明效果，本发明以实施例1和对比例1为例，分别展示了拉伸试片裁剪剩下的胶块的图片。可以直观的看到，未加入硅树脂的角块黄变的程度远远高于加入硅树脂的胶块。
因此，通过对比试验测试结果发现，本发明通过添加硅树脂对普通型聚氯乙烯密封胶进行改性，所制备的产品可实现快速粘接，并且具有良好柔韧性、粘结性、耐高温性及喷塑附着力性能，成功解决了现有聚氯乙烯密封胶不耐高温及高温下流挂发黄现象的问题，是一种实用的汽车焊缝密封用胶粘剂。
Claims (5)
1.一种汽车焊缝喷塑用耐高温密封胶，其特征在于，由下列重量份的原料组成：
聚氯乙烯树脂：15-30份，
硅树脂：1-20份，
增塑剂：10-20份，
填料：30-50份，
触变剂：2-5份，
颜料：1-5份，
附着力促进剂：1-5份，
催化剂：0.1-5份;
所述硅树脂为甲基苯基硅树脂、甲基硅树脂、低苯基甲基硅树脂中的一种或两种以上的混合；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二异癸酯或邻苯二甲酸二异壬酯；
所述触变剂为二氧化硅或陶土；
所述附着力促进剂为改性聚酰胺、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上的混合；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或二醋酸二丁基锡。
2.根据权利要求1所述的一种汽车焊缝喷塑用耐高温密封胶，其特征在于，所述聚氯乙烯树脂为聚氯乙烯（PVC）糊树脂。
3.根据权利要求1所述的一种汽车焊缝喷塑用耐高温密封胶，其特征在于，所述填料为碳酸钙、氧化钙或石英粉中的一种或两种以上的混合。
4.根据权利要求1所述的一种汽车焊缝喷塑用耐高温密封胶，其特征在于，所述颜料为钛白粉。
5.根据权利要求1所述的一种汽车焊缝喷塑用耐高温密封胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按比例称量聚氯乙烯树脂、硅树脂、增塑剂，在反应釜中混合，加热至50-70℃，真空条件下开启搅拌，搅拌速度200-500r/min，搅拌时间为1h-3h；
（2）按比例称量填料、触变剂、颜料，加入反应釜中，真空条件下混合，开启搅拌，以500-800r/min搅拌1h-3h，然后熟化1-3天；
（3）继续按比例称重附着力促进剂及催化剂，加入反应釜中，真空条件下开启搅拌，搅拌速度200-500r/min，搅拌时间为0 .5-1h，得到所述耐高温密封胶。
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