聚氨酯密封胶及其制备方法.pdf

本发明是关于一种聚氨酯密封胶及其制备方法。该聚氨酯密封胶包括质量百分含量为30-70％预聚体、邻苯二甲酸二壬酯、炭黑、N，N-二甲苄胺、BYK-111、噁唑烷、环氧类硅烷以及氨基类硅烷，该预聚体是以聚氧化丙烯二元醇、聚氧化丙烯三元醇、己二醇以及4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯以二月桂酸二丁基锡为催化剂经反应得到。该聚氨酯密封胶固化后，弹性体的拉伸强度在8MPa以上，其断裂伸长率在450％以上，其不仅在常温下，其有较好的固化速率，同时在低温和低湿条件下，也有很高的固化速率。该聚氨酯密封胶适用于高力学性能的弹性粘接，如汽车、火车、船舶、飞机、缆车等玻璃安装时弹性粘接。适用于低温低湿环境下的快速粘接，以及其它高力学性能的弹性粘接。

1、  一种聚氨酯密封胶，其特征在于其包括：
预聚体：          30-70％；
邻苯二甲酸二壬酯：10-50％；
炭黑：            10-40％；
N，N-二甲苄胺：   0.05-0.15％；
BYK-111：         0.1-0.5％；
噁唑烷：          0.2-5％；
环氧类硅烷：      0.5-1.5％；
氨基类硅烷：      0.5-1.5％；
上述各个组分的含量以质量百分含量计；
上述的预聚体是以重量百分含量为30-60％的聚氧化丙烯二元醇、20-55％的聚氧化丙烯三元醇、0.5-5％的己二醇、10-30％的4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯以及0.1-0.5％的二月桂酸二丁基锡，在90℃-100℃下反应得到。

2、  根据权利要求1所述的聚氨酯密封胶，其特征在于其中所述的聚氧化丙烯二元醇的分子量为1500-4000。

3、  根据权利要求1所述的聚氨酯密封胶，其特征在于其中所述的聚氧化丙烯三元醇的分子量4800-6500。

4、  根据权利要求1所述的聚氨酯密封胶，其特征在于其中所述的预聚体是在氮气等惰性气体保护下制备得到。

5、  一种聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于其包括以下步骤：
将质量百分含量为0.5-1.5％环氧类硅烷和0.5-1.5％氨基类硅烷混合，放置24小时以上；
然后，加入预聚体、邻苯二甲酸二壬酯、炭黑、N，N-二甲苄胺、BYK-111以及恶唑烷，在真空状态下混合而成膏状密封胶。

6、  根据权利要求5所述的聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于其中所述的预聚体的质量百分含量为30-70％；邻苯二甲酸二壬酯的质量百分含量为10-50％；炭黑的质量百分含量为10-40％；N，N-二甲苄胺的质量百分含量为0.05-0.15％；BYK-111的质量百分含量为0.1-0.5％；恶唑烷的质量百分含量为0.2-5％。

7、  根据权利要求6所述的聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于其中所述的预聚体是以重量百分含量为30-60％的聚氧化丙烯二元醇、20-55％的聚氧化丙烯三元醇、0.5-5％的己二醇、10-30％的4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯以及0.1-0.5％的二月桂酸二丁基锡，在90℃-100℃下反应得到。

8、  根据权利要求7所述的聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于其中所述的聚氧化丙烯二元醇的分子量为1500-4000。

9、  根据权利要求7所述的聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于其中所述的聚氧化丙烯三元醇的分子量4800-6500。

10、  根据权利要求7所述的聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于其中所述的预聚体是在氮气保护下制备得到。

聚氨酯密封胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯密封胶，特别是涉及一种用于玻璃、金属以及陶瓷、石材、木材等弹性粘接的高模量聚氨酯密封胶及其制备方法。
背景技术
密封胶是用来填充空隙(孔洞、接头、接缝等)并对填充基层界面有粘接作用的材料，其主要包括：有机硅(包括改性有机硅)类、聚氨酯类、聚硫橡胶类、丙烯酸酯类、SBR橡胶类、丁基橡胶类、沥青、油性嵌缝胶类等。而用于填充须经受震动或热涨冷缩等所致具有伸缩性的间隙，则必须采用弹性密封胶。弹性密封胶是将粘接和密封两种功能集于一身的产品。其中性能较好的三类高档弹性密封胶分别是有机硅密封胶、聚硫密封胶和聚氨酯密封胶。近年来，弹性密封胶在建筑、土木、汽车、船舶、电气通讯等许多工业、民用领域中的应用越来越广泛。
上述的弹性密封胶中，聚氨酯密封胶发展速度最快，需求逐渐增大，是因为它具有优良的性能。聚氨酯密封胶的特点有：(1)优良的耐磨性；(2)低温柔软性；(3)性能可调节范围广；(4)机械强度大；(5)粘接性好；(6)弹性好，具有优良复原性，可适合于动态接缝；(7)耐候性好，使用寿命可长达15-20年；(8)耐油性优良；(9)耐生物老化；(10)价格适中。本发明人在实现本发明技术方案时发现，现有的聚氨酯密封胶尤其在汽车玻璃安装时存在的缺陷：单组分聚氨酯密封胶用于汽车玻璃装配粘接时，其本体强度低于8Mpa(GB/T528)或延伸率低于450％。(GB/T528)②在低温如0℃-10℃时，固化速率低于3.0mm/24小时(10℃±2℃，30％±5％湿度)。上述缺陷影响了单组分聚氨酯密封胶的应用效果或工效。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的单组分聚氨酯密封胶存在的缺陷，提供一种新的聚氨酯密封胶及其制备方法，所要解决的技术问题是使其提高本体强度和延伸率，且在低温下具有高固化速率，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种聚氨酯密封胶，各个组分的含量以质量百分含量计，该聚氨酯密封胶包括：
预聚体：            30-70％；
邻苯二甲酸二壬酯：  10-50％；
炭黑：              10-40％；
N，N-二甲苄胺：     0.05-0.15％；
BYK-111：           0.1-0.5％；
噁唑烷：            0.2-5％；
环氧类硅烷：        0.5-1.5％；
氨基类硅烷：        0.5-1.5％；
上述的预聚体是以重量百分含量为30-60％的聚氧化丙烯二元醇、20-55％的聚氧化丙烯三元醇、0.5-5％的己二醇、10-30％的4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯以及0.1-0.5％的二月桂酸二丁基锡，在90℃-100℃下反应得到。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的聚氨酯密封胶的一个实施例，其中所述的聚氧化丙烯二元醇的分子量为1500-4000。
优选的，前述的聚氨酯密封胶的一个实施例，其中所述的聚氧化丙烯三元醇的分子量4800-6500。
优选的，前述的聚氨酯密封胶的一个实施例，其中所述的预聚体是在氮气保护下制备得到。
本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种聚氨酯密封胶的制备方法，其包括以下步骤：
将质量百分含量为0.5-1.5％环氧类硅烷和0.5-1.5％氨基类硅烷混合，放置24小时以上；然后，加入预聚体、邻苯二甲酸二壬酯、炭黑、N，N-二甲苄胺、BYK-111以及噁唑烷，在真空状态下混合而成膏状密封胶。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的聚氨酯密封胶的制备方法一个实施例，其中所述的预聚体的质量百分含量为30-70％；邻苯二甲酸二壬酯的质量百分含量为10-50％；炭黑的质量百分含量为10-40％；N，N-二甲苄胺的质量百分含量为0.05-0.15％；BYK-111的质量百分含量为0.1-0.5％；恶唑烷的质量百分含量为0.2-5％。
优选的，前述的聚氨酯密封胶的制备方法一个实施例，其中所述的预聚体是以重量百分含量为30-60％的聚氧化丙烯二元醇、20-55％的聚氧化丙烯三元醇、0.5-5％的己二醇、10-30％的4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯以及0.1-0.5％的二月桂酸二丁基锡，在90℃-100℃下反应得到。
优选的，前述的聚氨酯密封胶的制备方法一个实施例，其中所述的聚氧化丙烯二元醇的分子量为1500-4000。
优选的，前述的聚氨酯密封胶的制备方法一个实施例，其中所述的聚氧化丙烯三元醇的分子量4800-6500。
优选的，前述的聚氨酯密封胶的制备方法一个实施例，其中所述的预聚体是在氮气保护下制备得到。
借由上述技术方案，本发明聚氨酯密封胶具有下列优点：该聚氨酯密封胶固化后的聚氨酯橡胶弹性体的拉伸强度在8Mpa以上(GB/T528)，且其断裂伸长率在450％以上(GB/T528)。该聚氨酯密封胶不仅在常温15℃-30℃、50±5％湿度环境下，其有较好的固化速率，如大于4mm/24小时，同时在低温(0℃-15℃)和低湿(30±5％湿度)条件下，也有很高的固化速率，大于3mm/24小时。本发明聚氨酯密封胶适用于高力学性能的弹性粘接，如汽车玻璃粘接、船舶、飞机、缆车等玻璃粘接。适用于低温低湿环境下的快速粘接，以及其它高力学性能的弹性粘接，如金属、木材、石材等粘接。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的聚氨酯密封胶的具体实施方式详细说明如后。
预聚体的合成
预聚体，是以重量百分含量为30-60％的聚氧化丙烯二元醇(分子量1500-4000)、20-55％的聚氧化丙烯三元醇(分子量4800-6500)、0.5-5％的己二醇、10-30％的4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯以及0.1-0.5％的二月桂酸二丁基锡(作为催化剂)，在反应釜中氮气保护下，在90℃-100℃下反应2-5小时得到。所述的预聚体为分子量至少在1500分子量以上的双官能度端异氰酸酯以及分子量至少在4800以上的三官能度封端异氰酸酯和它们的混合物，或者由二者扩链而成的中间聚合物。
根据上述方案得到预聚体A-D，其具体组成参见表1
表1