一种硅烷改性聚氨酯粘接密封胶及其制备方法技术

一种硅烷改性聚氨酯粘接密封胶及其制备方法，属于粘合剂领域。其特征是该硅烷改性聚氨酯粘接密封胶组分的质量份数比例为：端羟基聚醚２０～４５，异氰酸酯３～１０，增塑剂１５～３８，无机填料１５～５０，硅烷偶联剂０．０１～０．１，催化剂０．０１～０．３，抗氧剂０．０１～０．２。本发明专利技术还提供了其制备方法。由于本发明专利技术产品的组分配方中无任何溶剂成分，对环境和生产、使用者的健康无危害，柔韧性好，与玻璃、铝材、大理石等无机材料粘结的剪切强度大于３ＭＰａ，抗紫外线稳定性好，可广泛用于建筑物、广场、公路、机场建设、汽车、船舶、集装箱、机械制造行业、电子、电力、航空／航天、低温技术等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于粘合剂领域，尤其涉及一种基于聚氨酯或此种聚合物衍生物的粘合剂/密封胶。
技术介绍
密封胶(Sealant)是用来填充空隙(空洞、接头或接缝等)的材料。其在使用时是一种流动的或可挤注的不定形材料，能嵌填封闭接缝，能依靠干燥、温度变化、溶剂挥发或化学交联，与基材稳定粘接，并逐渐定型成为塑性固态、粘弹性或弹性密封材料。近30年来，密封胶在建筑、土木、汽车、船舶、电气、通讯、航天等工业和民用领域中的应用越来越广泛。无定性密封胶的种类主要有有机硅类、聚氨酯类、聚硫橡胶类、丙烯酸脂类、丁苯橡胶类、丁基橡胶类、沥青类和油性嵌缝胶类，其中性能较好、应用较广泛的主要有有机硅类、聚氨酯类和聚硫橡胶类密封胶。聚氨酯密封胶(Polyurethane Sealant)一般分为单组分和双组分两种基本类型，单组分为湿气固化型，双组分为反应固化型。单组分密封胶施工方便，但固化较慢；双组分密封胶有固化快、性能好等特点，但使用时需要配制，工艺较为复杂。聚氨酯密封胶主要用于土木建筑、交通运输等行业，在日本，约75～80％的聚氨酯密封胶由于建筑物、广场、公路、机场建设等建筑行业，约15％的用于汽车、船舶、集装箱等机械制造行业，约5％的用于电子、电力、航空/航天、低温技术等其他行业。我国开发聚氨酯密封胶始于20世纪70年代，早期研制的聚氨酯密封胶为双组分焦油型。单组分密封胶的研究和开发较迟，至20世纪90年代初，通过“七五”攻关，研制出单组分聚氨酯密封胶，后通过技术引进，开始工业化批量生产单组分聚氨酯密封胶，其产品主要应用于建筑行业。由于聚氨酯密封胶具有较好的物理性能和耐久性能，对基材适应性强，可具有适合汽车快速装配生产线的流水作业性和固化速度，在汽车工业发达的国家已被广泛用于风挡玻璃的装配和密封，防撞杆、前灯、后门等的密封兼粘接，使这些部件接头具有防锈、防水、防尘、抗震和增强作用。发达国家轿车生产中挡风玻璃都是使用粘接工艺，我国引进车型的挡风玻璃也大多采用粘接工艺，但粘接挡风玻璃所用的单组份聚氨酯粘接剂/密封胶一直依靠进口。目前，世界上能够生产这类高质量单组份聚氨酯粘接剂/密封胶产品的只有少数发达国家，如美国的ESSEX公司、3M公司、日本的SUNSTAR公司、积水化学公司、横滨橡胶公司、德国的BOSTIK公司、瑞士的EMS-TOGO公司和SIKA公司等。公开日为2002年12月25日，公开号为CN1386815A的中国专利申请中公开了一种“单组份湿固化聚氨酯粘合剂的制备及其应用”，它是用二异氰酸酯与聚醚多元醇反应制备的，按重量百分比计各原料用量如下聚醚二元醇27.6～58.0％，聚醚三元醇0～13.0％，4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯31.4～55.0％，溶剂0～20％。公告日为2000年3月29日，公告号为CN1248606C的中国专利中公开了一种“聚氨酯粘接剂/密封胶组合物、其前体和制备方法”，其组分中按重量计，含有粘接剂/密封胶前体100份；嵌段剂0.04-1.78份；惰性填料32-76份；惰性增塑剂24-134份；其他添加剂1.2-3.6份；惰性溶剂大于0份，少于9份。上述关于聚氨酯粘接剂/密封胶的专利申请或专利中所公开的组分中，均含有溶剂。此处所使用的溶剂通常有苯、甲苯、二甲苯等(参见化学工业出版社材料科学与工程出版中心2001年9月出版的《密封胶一技术·配方·应用》，曹云来编，P.19)。由于现有聚氨酯粘接剂/密封胶在配方或生产过程中，均或多或少地使用了有毒溶剂，使得其存在一定的环境污染和环保问题，对生产者和使用者的身体健康带来一定的损害。此外，作为汽车用单组份聚氨酯粘接密封胶，目前国内外的同类产品与玻璃、铝材等无机材料基本没有粘接性，如SIKAFLEX公司的255、TRESTAT公司的8590或BETASAD公司的551等型号的产品，其与玻璃、铝材的粘接强度均接近为0，使其在汽车生产行业中的应用范围受到局限。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种无溶剂、柔韧性好、与无机材料粘结性高、抗紫外光稳定性好的硅烷改性聚氨酯粘接密封胶。本专利技术还提供了上述硅烷改性聚氨酯粘接密封胶的制备方法。本专利技术的技术方案是提供一种硅烷改性聚氨酯粘接密封胶，其特征是该硅烷改性聚氨酯粘接密封胶组分的质量份数比例为端羟基聚醚 20～45异氰酸酯3～10增塑剂 15～38无机填料15～50硅烷偶联剂 0.01～0.1催化剂 0.01～0.3抗氧剂 0.01～0.2其中，所述的端羟基聚醚为平均分子量为4500～6000的端羟基三元聚氧化丙烯醚、平均分子量为6000～8000的端羟基聚四氢呋喃醚、平均分子量为5500～6500的聚氧化丙烯-蓖麻油多元醇共聚醚或平均分子量为2000～4000的聚四氢呋喃-氧化丙烯共聚醚； 所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯，或其中两种的混合物；所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二壬酯或邻苯二甲酸二异癸酯；所述的无机填料是乙炔炭黑、钛白粉、碳酸钙、滑石粉、4A分子筛、硫酸铝、氧化镁、有机膨润土或气相法白炭黑；所述的硅烷偶联剂是苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、双(γ-三甲氧基硅丙基)双硫化物或3-(2-氨基乙基)胺丙基三甲氧基硅烷；所述的催化剂是辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺、N-甲基吗啉或三乙醇胺；所述的抗氧剂是2，6-二叔丁基对甲酚、四亚甲基β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯或4，4′-二叔辛基二苯胺。进一步地，上述的甲苯二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯可以单独使用，亦可其中两种混和使用，混合使用时，其两种混合物的混合比例为1∶1～1.5。本专利技术还提供了上述硅烷改性聚氨酯粘接密封胶的一种制备方法，其特征是制备工艺依次为(1)按配方取所需份数的端羟基聚醚加入到搅拌反应釜中，在30～60min内升温至80～100℃，在真空度为0.09±0.005MPa条件下搅拌、真空脱气1～2h，降温至60～80℃，停止搅拌和抽真空；(2)加入所需份数的异氰酸酯，在30～60min内升温至80～100℃，在充氮气保护条件下反应2～3h；(3)加入所需份数的增塑剂，在80～100℃温度和真空度为0.09±0.005MPa条件下搅拌1～2h；(4)加入所需份数的无机填料，待混合均匀后在真空度为0.09±0.005MPa条件下搅拌1～2h，降温至60～80℃；(5)在充氮气保护条件下加入所需份数的硅烷偶联剂，然后降温至30～40℃；(6)加入所需份数的催化剂和抗氧剂，继续反应1～2h；(7)检测产品的粘度达到11×105～13×105mPa·s时，停止搅拌，继续抽真空10～15min；(8)充氮气解除真空至常压，然后物料出釜，经检验、分包装而制得成品。当上述的异氰酸酯为固体芳香族异氰酸酯时，需在60～80℃的热水浴中熔化后再加入。本专利技术还提供了上述硅烷改性聚氨酯粘接密封胶的另一种制备方法，其特征是制备工艺依次为(1)按配方取所需份数的端羟基聚醚和增塑剂加入到搅拌反应釜中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅烷改性聚氨酯粘接密封胶，其特征是该硅烷改性聚氨酯粘接密封胶组分的质量份数比例为：端羟基聚醚２０～４５异氰酸酯３～１０增塑剂１５～３８无机填料　１５～５０硅烷偶联剂０．０１～０ ．１催化剂０．０１～０．３抗氧剂０．０１～０．２其中，所述的端羟基聚醚为平均分子量为４５００～６０００的端羟基三元聚氧化丙烯醚、平均分子量为６０００～８０００的端羟基聚四氢呋喃醚、平均分子量为５５００ ～６５００的聚氧化丙烯－蓖麻油多元醇共聚醚或平均分子量为２０００～４０００的聚四氢呋喃－氧化丙烯共聚醚；所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、１，５－萘二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、１，６－己二异氰酸酯，或其中两种 的混合物；所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二壬酯或邻苯二甲酸二异癸酯；所述的无机填料是乙炔炭黑、钛白粉、碳酸钙、滑石粉、４Ａ分子筛、硫酸铝、氧化镁、有机膨润土或气相法白炭黑；所述的硅烷偶联 剂是苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ－氨丙基三乙氧基硅烷、３－缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、双（γ－三甲氧基硅丙基）双硫化物或３－（２－氨基乙基）胺丙基三甲氧基硅烷；所述的催化剂是辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺、Ｎ－甲基吗啉或三乙醇胺 ；所述的抗氧剂是２，６－二叔丁基对甲酚、四亚甲基β－（３，５－二叔丁基－４－羟基苯基）丙酸季戊四醇酯或４，４′－二叔辛基二苯胺。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福泰，白渝平，
申请(专利权)人：淄博海特曼化工有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]