一种耐湿热、高强度单组份聚氨酯免底涂粘接密封剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐湿热、高强度单组份聚氨酯免底涂粘接密封剂及其制备方法，属于聚氨酯密封胶技术领域，本发明专利技术的单组份聚氨酯免底涂粘接密封剂中含有自制的白炭黑改性聚氨酯预聚物，白炭黑改性聚氨酯预聚物加入聚氨酯密封胶后可以增强产品整体的耐湿热性能，因此本发明专利技术的单组份聚氨酯免底涂粘接密封剂相比未加入白炭黑改性聚氨酯预聚物，能够明显提升其湿热老化后的胶体粘接稳定性；所得单组份聚氨酯免底涂粘接密封剂在标准条件下固化7天后具有较高的力学性能，其中剪切强度达到7.5MPa以上，拉伸强度达到12.5MPa以上，撕裂强度达25N/mm以上，能够满足不同交通载具对挡风玻璃的装配时聚氨酯粘接密封胶的物理机械性能要求。

【技术实现步骤摘要】
一种耐湿热、高强度单组份聚氨酯免底涂粘接密封剂及其制备方法
本专利技术涉及聚氨酯粘接密封胶
，具体说是一种耐湿热、高强度单组份聚氨酯免底涂粘接密封剂及其制备方法。
技术介绍
单组分聚氨酯粘接密封胶是将端NCO聚氨酯预聚物与填料、增塑剂、固化剂、助剂等充分混匀制成的聚氨酯胶粘剂，其粘接原理是胶体中的异氰酸酯基与空气中的水分子反应，由外向内逐渐开始固化形成交联网络，同时胶体与被粘基材表面的活性基团发生反应形成牢固粘接；单组分聚氨酯粘接密封胶因为其具有良好的力学性能、耐候性、耐油和优良的弹性，广泛应用于汽车、轮船、高铁等交通载具挡风玻璃胶的粘接和密封，具有广泛的应用前景。但是目前市场上在用的单组分聚氨酯粘接密封胶多是和底涂剂配合使用，使用不方便，并且不环保，从气味环保性、施工的便利程度和生产效率出发，免底涂产品越来越受到客户喜爱，对于免底涂产品，往往在设计配方时加入助剂增强粘接，虽然在与基材能发生100％CF破坏，但是助剂的加入往往导致产品力学性能的降低，拉伸剪切强度一般在3～5MPa之间，无法满足汽车主机厂、玻璃制造厂或其他对指标要求更高的客户的要求；另外，目前市场上的免底涂聚氨酯胶经过高温高湿环境老化后，与基材的粘接力有所降低，不能保证与基材的100％CF破坏。白炭黑表面存在大量的活性羟基，在一定条件下可以和异氰酸酯基结合，所以将白炭黑引入聚氨酯密封胶体系中在一定程度上可提升聚氨酯密封胶的耐热、耐湿、抗老化性能。通常情况下，白炭黑直接与其它填料一起加入产品中混合搅拌，但是直接将白炭黑加入到聚氨酯密封胶体系中，会引起硅羟基与NCO基反应形成氢键，导致密封胶增稠、黏度逐渐增大，最终导致产品难以挤出的问题时有发生。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种耐湿热、高强度单组份聚氨酯免底涂粘接密封剂及其制备方法。本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种耐湿热、高强度单组份聚氨酯免底涂粘接密封剂，以重量份计，由以下原料组成：端羟基聚醚多元醇8～15份，第一聚酯多元醇3～10份，第一异氰酸酯4～5份，第一增塑剂12～22份，白炭黑改性聚氨酯预聚物15～35份，除水剂0.5～1份，无机填料18～25份，树脂填料1～3份，助剂1～2份和第一催化剂0.01～0.4份；所述端羟基聚醚多元醇为分子量3000～6000的三官能度聚氧化丙烯醚或聚氧化乙烯醚；所述第一聚酯多元醇为分子量500～3000的二官能度聚酯多元醇；所述第一异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、降冰片烷二亚甲基异氰酸酯中的一种或两种的混合物；所述第一增塑剂为环氧大豆油、二丙二醇二苯甲酸酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸丁基苄酯或烷基磺酸苯酯中的一种或两种的混合物；所述除水剂为对甲苯基磺酰异氰酸酯或/和氧化钙；所述无机填料为乙炔炭黑、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、纳米碳酸钙、硅藻土、滑石粉、氧化锌、硅微粉或有机膨润土中的一种、两种或三种；所述树脂填料为多酚型缩水甘油醚环氧树脂、萜烯树脂、妥尔油松香、酯化松香、苯乙烯系列树脂或烷基酚醛树脂中的一种、两种或三种；所述助剂为氧化钙、氢氧化钙或苯胺甲基三甲氧基硅烷中的一种、两种或三种；所述第一催化剂为二月桂酸二丁基锡、二氯化二丁基锡、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡、双吗啉二乙基醚和三乙胺中的一种或两种的混合物；所述白炭黑改性聚氨酯预聚物，以重量份计，由以下原料组成：白炭黑0.05～1.25份、第二异氰酸酯15～25份、分子量为400～1000的第二聚酯多元醇40～55份、第二增塑剂20～25份和第二催化剂0.01～0.2份；所述白炭黑改性聚氨酯预聚物是将白炭黑0.05～1.25份、第二异氰酸酯15～25份、分子量为400～1000的第二聚酯多元醇40～55份、第二增塑剂20～25份和第二催化剂0.01～0.2份在60～85℃下反应3～4小时制得；所述第二增塑剂为邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、烷基磺酸酯中的一种或两种；所述第二催化剂为二月桂酸二丁基锡、二氯化二丁基锡、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡、双吗啉二乙基醚和三乙胺中的一种或两种的混合物；所述第二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、降冰片烷二亚甲基异氰酸酯中的一种或两种的混合物。优选的，第一聚酯多元醇为聚己内酯多元醇或/和聚碳酸酯多元醇。优选的，所述白炭黑改性聚氨酯预聚物在制备过程中，先对白炭黑和第二增塑剂进行超声处理，具体的：以重量份计，将白炭黑0.05～1.25份均匀分散在第二增塑剂20～25份中，得到悬浊液，然后超声处理；每次超声处理时，超声波的频率大于15kHz，每次超声处理的时间5～15分钟，处理的次数为4～8次；每次超声处理后需通过搅拌对悬浊液降温，待悬浊液温度降至30℃以下时，方可进行下次超声处理。优选的，在超声处理4次之后，降温后的悬浊液需采用粒度分析仪测定悬浊液中白炭黑的中值粒径D50，当白炭黑的D50值在5μm以下时，结束超声处理，否则应继续超声处理至测得的D50值达到要求，通过这样的设计能够保证团聚的白炭黑在第二增塑剂中分散相对均匀。优选的，所述第一异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯或/和甲苯二异氰酸酯。优选的，所述无机填料为乙炔炭黑和/或纳米碳酸钙。优选的，所述树脂填料为多酚型缩水甘油醚环氧树脂。优选的，所述第二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯。优选的，所述第二增塑剂为邻苯二甲酸二异癸酯和邻苯二甲酸二异壬酯按照质量比1∶1组成。优选的，所述第一催化剂为二月桂酸二丁基锡；所述第二催化剂为辛酸亚锡。本专利技术还包括一种耐湿热、高强度单组份聚氨酯免底涂粘接密封剂的制备方法，包括以下步骤：①预聚物的制备：以重量份计，将端羟基聚醚多元醇8～15份和第一聚酯多元醇3～10份加入到反应釜中，升温至120℃，在真空度不低于0.092MPa的条件下真空脱水0.5～1小时，降温至55～65℃，加入第一异氰酸酯4～5份和树脂填料1～3份，升温至80～90℃，在氮气保护下反应4～5小时，降温出料，得到预聚物；所述端羟基聚醚多元醇为分子量3000～6000的三官能度聚氧化丙烯醚或聚氧化乙烯醚；所述第一聚酯多元醇为分子量500～3000的二官能度聚酯多元醇；所述第一异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、降冰片烷二亚甲基异氰酸酯中的一种或两种的混合物；所述树脂填料为多酚型缩水甘油醚环氧树脂、萜烯树脂、妥尔油松香、酯化松香、苯乙烯系列树脂或烷基酚醛树脂中的一种、两种或三种；②将步骤①所得预聚物加入到搅拌机中，依次加入白炭黑改性聚氨酯预聚物15～35份、第一增塑剂12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐湿热、高强度单组份聚氨酯免底涂粘接密封剂，其特征在于：以重量份计，由以下原料组成：端羟基聚醚多元醇8～15份，第一聚酯多元醇3～10份，第一异氰酸酯4～5份，第一增塑剂12～22份，白炭黑改性聚氨酯预聚物15～35份，除水剂0.5～1份，无机填料18～25份，树脂填料1～3份，助剂1～2份和第一催化剂0.01～0.4份；/n所述端羟基聚醚多元醇为分子量3000～6000的三官能度聚氧化丙烯醚或聚氧化乙烯醚；/n所述第一聚酯多元醇为分子量500～3000的二官能度聚酯多元醇；/n所述第一异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、降冰片烷二亚甲基异氰酸酯中的一种或两种的混合物；/n所述第一增塑剂为环氧大豆油、二丙二醇二苯甲酸酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸丁基苄酯或烷基磺酸苯酯中的一种或两种的混合物；/n所述除水剂为对甲苯基磺酰异氰酸酯或/和氧化钙；/n所述无机填料为乙炔炭黑、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、纳米碳酸钙、硅藻土、滑石粉、氧化锌、硅微粉或有机膨润土中的一种、两种或三种；/n所述树脂填料为多酚型缩水甘油醚环氧树脂、萜烯树脂、妥尔油松香、酯化松香、苯乙烯系列树脂或烷基酚醛树脂中的一种、两种或三种；/n所述助剂为氧化钙、氢氧化钙或苯胺甲基三甲氧基硅烷中的一种、两种或三种；/n所述第一催化剂为二月桂酸二丁基锡、二氯化二丁基锡、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡、双吗啉二乙基醚和三乙胺中的一种或两种的混合物；/n所述白炭黑改性聚氨酯预聚物，以重量份计，由以下原料组成：/n白炭黑0.05～1.25份、第二异氰酸酯15～25份、分子量为400～1000的第二聚酯多元醇40～55份、第二增塑剂20～25份和第二催化剂0.01～0.2份；/n所述白炭黑改性聚氨酯预聚物是将白炭黑0.05～1.25份、第二异氰酸酯15～25份、分子量为400～1000的第二聚酯多元醇40～55份、第二增塑剂20～25份和第二催化剂0.01～0.2份在60～85℃下反应3～4小时制得；/n所述第二增塑剂为邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、烷基磺酸酯中的一种或两种；/n所述第二催化剂为二月桂酸二丁基锡、二氯化二丁基锡、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡、双吗啉二乙基醚和三乙胺中的一种或两种的混合物；/n所述第二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、降冰片烷二亚甲基异氰酸酯中的一种或两种的混合物。/n...

【技术特征摘要】
1.一种耐湿热、高强度单组份聚氨酯免底涂粘接密封剂，其特征在于：以重量份计，由以下原料组成：端羟基聚醚多元醇8～15份，第一聚酯多元醇3～10份，第一异氰酸酯4～5份，第一增塑剂12～22份，白炭黑改性聚氨酯预聚物15～35份，除水剂0.5～1份，无机填料18～25份，树脂填料1～3份，助剂1～2份和第一催化剂0.01～0.4份；
所述端羟基聚醚多元醇为分子量3000～6000的三官能度聚氧化丙烯醚或聚氧化乙烯醚；
所述第一聚酯多元醇为分子量500～3000的二官能度聚酯多元醇；
所述第一异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、降冰片烷二亚甲基异氰酸酯中的一种或两种的混合物；
所述第一增塑剂为环氧大豆油、二丙二醇二苯甲酸酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸丁基苄酯或烷基磺酸苯酯中的一种或两种的混合物；
所述除水剂为对甲苯基磺酰异氰酸酯或/和氧化钙；
所述无机填料为乙炔炭黑、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、纳米碳酸钙、硅藻土、滑石粉、氧化锌、硅微粉或有机膨润土中的一种、两种或三种；
所述树脂填料为多酚型缩水甘油醚环氧树脂、萜烯树脂、妥尔油松香、酯化松香、苯乙烯系列树脂或烷基酚醛树脂中的一种、两种或三种；
所述助剂为氧化钙、氢氧化钙或苯胺甲基三甲氧基硅烷中的一种、两种或三种；
所述第一催化剂为二月桂酸二丁基锡、二氯化二丁基锡、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡、双吗啉二乙基醚和三乙胺中的一种或两种的混合物；
所述白炭黑改性聚氨酯预聚物，以重量份计，由以下原料组成：
白炭黑0.05～1.25份、第二异氰酸酯15～25份、分子量为400～1000的第二聚酯多元醇40～55份、第二增塑剂20～25份和第二催化剂0.01～0.2份；
所述白炭黑改性聚氨酯预聚物是将白炭黑0.05～1.25份、第二异氰酸酯15～25份、分子量为400～1000的第二聚酯多元醇40～55份、第二增塑剂20～25份和第二催化剂0.01～0.2份在60～85℃下反应3～4小时制得；
所述第二增塑剂为邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、烷基磺酸酯中的一种或两种；
所述第二催化剂为二月桂酸二丁基锡、二氯化二丁基锡、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡、双吗啉二乙基醚和三乙胺中的一种或两种的混合物；
所述第二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、降冰片烷二亚甲基异氰酸酯中的一种或两种的混合物。


2.根据权利要求1所述的一种耐湿热、高强度单组份聚氨酯免底涂粘接密封剂，其特征在于：第一聚酯多元醇为聚己内酯多元醇或/和聚碳酸酯多元醇。


3.根据权利要求1所述的一种耐湿热、高强度单组份聚氨酯免底涂粘接密封剂，其特征在于：所述白炭黑改性聚氨酯预聚物在制备过程中，先对白炭黑和第二增塑剂进行超声处理，具体的：以重量份计，将白炭黑0.05～1.25份均匀分散在第二增塑剂20～25份中，得到悬浊液，然后超声处理；每次超声处理时，超声波的频率大于15kHz，每次超声处理的时间5～15分钟，处理的次数为4～8次；每次超声处理后需通过搅拌对悬浊液降温，待悬浊液温度降至30℃以下时，进行下次超声处理。


4.根据权利要求1所述的一种耐湿热、高强度单组份聚氨酯免底涂粘接密封剂，其特征在于：所述第一异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯或/和甲苯二异氰酸酯。


5.根据权利要求1所述的一种耐湿热、高强度单组份聚氨酯免底涂粘接密封剂，其特征在于：所述无机填料为乙炔炭黑和/或纳米碳酸钙。


6.根据权利要求1所述的一种耐湿热、高强度单组份聚氨酯免底涂粘接密封剂，其特征在于：所述树脂填料为多酚型缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：于伟强，张健伟，杜厚俊，陈晓理，王玉东，刘杨华，王延玲，赵玉萍，
申请(专利权)人：山东北方现代化学工业有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37