一种湿固化聚氨酯密封胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种湿固化聚氨酯密封胶，包括以下原料：聚醚多元醇、二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、增塑剂、活性纳米碳酸钙、共沸试剂、除水剂、偶联剂、催化剂。一种湿固化聚氨酯密封胶的制备方法，包括S1：将聚醚多元醇真空脱水，再加入二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，反应得聚氨酯预聚体；S2：将纳米碳酸钙烘干，与聚氨酯预聚体和增塑剂在真空下混合，得基料，加入共沸试剂，混合，然后真空脱水；S3：脱水后的基料中加入除水剂、偶联剂和催化剂，在真空条件下混合均匀，即得。本发明专利技术通过合理调整填充比例，能够在保证密封胶性能的前提下降低成本，再通过合理设计脱水方式，能够充分脱除体系中的水分，以保证密封胶具有良好的贮存稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种湿固化聚氨酯密封胶及其制备方法
本专利技术涉及聚氨酯密封胶制备
，特别涉及一种湿固化聚氨酯密封胶及其制备方法。
技术介绍
聚氨酯密封胶系以聚氨酯预聚体为主要成分，加以填料、增塑剂和各种助剂组成的密封胶，是包括硅酮密封胶、聚硫密封胶和硅烷改性聚醚密封胶在内的四大弹性密封胶之一。聚氨酯密封胶用途广泛，可用于汽车等交通工具部件装配、建筑物嵌缝密封、道路和广场路面嵌缝、水利工程、电子元件密封处理等。相对于其他三种密封胶，聚氨酯密封胶具有高强度、广泛的耐低温性、耐生物性好和耐油、耐水优良等优点，但也存在贮存稳定性差、耐UV稳定性差和低温操作性差等缺点。其中贮存稳定性是制约其发展的主要问题之一，由于聚氨酯预聚体中异氰酸酯基的化学特性，聚氨酯密封胶对其原材料的水分控制是相当苛刻的，否则会导致贮存稳定性变差，甚至会在固化中发泡导致物性劣化。目前，聚氨酯密封胶对原材料的水分控制主要有几种方式。第一，对于聚醚多元醇和增塑剂，一般采用高温真空脱水的方式；第二，对于填料，一般采用高温烘干脱水的方式，但脱水效果有限，甚至有部分的填料无法采用过高温度(150℃以上)进行烘干脱水；同时，也有将填料和聚醚多元醇与增塑剂一起混合再经高温真空脱水的方式，但存在合成预聚体性能下降的问题；第三，对于密封胶，由于预聚体在长时间高温(100℃以上)下会导致NCO含量下降、颜色变深、黏度增加甚至凝胶，目前无法采用高温真空脱水的方式进行脱水，仅能通过添加除水剂进行脱水，但除水剂添加过多会导致明显的副作用，例如表干固化变慢，而适量添加除水剂对贮存稳定性的提升效果有限。中国专利CN101818039B、CN101906283B和CN103173181A均公开了某种聚氨酯密封胶及其制备方法，分别具有对应的优异性能。但三者均未对所提及的填料进行物理烘干脱水，同时也未在密封胶中添加除水剂进行脱水，难以保证密封胶具有较好的贮存稳定性。中国专利CN101580699A公开了聚氨酯密封胶及其制胶方法，该聚氨酯密封胶包含质量百分含量为30～70％预聚体、增塑剂、炭黑、N,N-二甲苯胺、BYK-111、噁唑烷、环氧类硅烷以及氨基类硅烷。该密封胶具有高强度和低温快速固化的优点，以噁唑烷为除水剂进行化学脱水，具有一定的贮存稳定性，但以炭黑为填料，且填充量较低，成本较高。中国专利CN102504752A公开了一种室温湿气固化单组分阻燃型聚氨酯密封胶，该密封胶包含预聚体、阻燃增塑剂、硅烷偶联剂、阻燃粉体、填料、催化剂和甲基苯磺酰异氰酸酯，具有良好的物理性能、触变性能和阻燃性能。本专利技术通过添加适量的除水剂起到化学脱水的作用，但忽略了对阻燃粉体和填料的物理烘干脱水，导致密封胶的贮存稳定性较差。中国专利CN103897650A公开了一种不易起泡的单组分聚氨酯密封胶，该密封胶包括预聚体、填料、增塑剂、催化剂、粘接增强剂，具有不易起泡和力学性能好的优点。本专利技术对预聚体进行脱水和对填料进行干燥脱水，由于密封胶的填充量较低，不采取添加除水剂也可具有一定的贮存稳定性，但填充量较低导致成本较高。中国专利CN110734733A公开了一种适用于金属粘接的单组分聚氨酯密封胶及制胶方法，该密封胶包括预聚体、增塑剂、吸水剂、填料、粘接促进剂和催化剂，具有流动性好和贮存稳定的优点。本专利技术通过添加除水剂进行化学脱水，由于密封胶的填充量较低，填料不进行物理烘干脱水也可具有一定的贮存稳定性，但填充量较低和需要额外加入触变剂导致成本较高。中国专利CN111378413A公开了一种免底涂单组分聚氨酯密封胶及制备方法，该密封胶包括特制预聚体、增塑剂、吸水剂、硅烷偶联剂、催化剂和填料，具有对玻璃和油漆面免底涂粘接的优点。本专利技术通过除水剂对密封胶进行化学脱水，未对填料做任何的物理脱水处理，由于填充量偏低，化学脱水已足以赋予一定的贮存稳定性，但填充量较低导致成本较高。总体而言，添加除水剂和对填料进行烘干脱水是提高聚氨酯密封胶的贮存稳定性的两种常用方式。对于填料填充量低的密封胶，前两种方式配合使用可赋予较佳的贮存稳定性，但对于填料填充量大于40％的密封胶，两种常用方式难以充分脱除体系中的水分，难以保证密封胶具有良好的贮存稳定性。因此，开发一种新型的脱水方式是相当有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种湿固化聚氨酯密封胶及其制备方法，通过合理调整填充比例，能够在保证密封胶性能的前提下降低成本，再通过合理设计脱水方式，能够充分脱除体系中的水分，以保证密封胶具有良好的贮存稳定性。本专利技术采用的技术方案如下：一种湿固化聚氨酯密封胶，由包括以下重量份的原料制备而成：聚醚多元醇75～95份，二异氰酸酯7～20份，二月桂酸二丁基锡0～0.006份，增塑剂30～60份，活性纳米碳酸钙130～160份，共沸试剂0.5～2份，除水剂0.5～2份，偶联剂0.2～0.6份，催化剂0.2～1份。进一步，所述的聚醚多元醇由聚氧化丙烯二醇与聚氧化丙烯三醇按照质量比为0.5～3:1复配而成。进一步，所述的聚氧化丙烯二醇的分子质量为1000～4000，所述的聚氧化丙烯三醇的分子质量为3000～6000。进一步，所述的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯的一种或两种。进一步，所述的活性纳米碳酸钙为日本丸尾200A，形貌为规整的立方体碳酸钙，比表面积为10m2/g。进一步，所述的共沸溶剂为乙醇、1,2-二氯乙烷、1-丙醇、乙酸丙酯、庚烷、正辛烷、1-氯戊烷、环已烷的一种或两种。进一步，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯的一种；所述的除水剂为对甲基苯磺酰异氰酸酯；所述的偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙基硅烷的一种或两种；所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、三亚乙基二胺、双吗啉二乙基醚的一种或两种。一种湿固化聚氨酯密封胶的制备方法，包括以下步骤：S1：将聚醚多元醇在110～140℃下真空脱水1～3h，再加入二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，在75～85℃下反应2～4h，得聚氨酯预聚体；S2：将纳米碳酸钙经150～180℃烘干3～6h，再与聚氨酯预聚体和增塑剂在真空下搅拌混合10～30min，得基料，加入共沸试剂，搅拌混合10～30min，然后在70～85℃下真空脱水1～4h；S3：向上述脱水后的基料中加入除水剂、偶联剂和催化剂，在真空条件下混合均匀，即得聚氨酯密封胶。进一步，所述的共沸试剂的加入方法为，先对混合好的基料进行卡式水分测试，并计算出全部基料的总含水量，然后根据总含水量加入共沸试剂形成共沸体系。进一步，所述的共沸体系由以下重量百分比的成分组成：水8.5％、1-丙醇10％、环已烷81.5％本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种湿固化聚氨酯密封胶，其特征在于，由包括以下重量份的原料制备而成：/n聚醚多元醇75～95份，二异氰酸酯7～20份，二月桂酸二丁基锡0～0.006份，增塑剂30～60份，活性纳米碳酸钙130～160份，共沸试剂0.5～2份，除水剂0.5～2份，偶联剂0.2～0.6份，催化剂0.2～1份。/n

【技术特征摘要】
1.一种湿固化聚氨酯密封胶，其特征在于，由包括以下重量份的原料制备而成：
聚醚多元醇75～95份，二异氰酸酯7～20份，二月桂酸二丁基锡0～0.006份，增塑剂30～60份，活性纳米碳酸钙130～160份，共沸试剂0.5～2份，除水剂0.5～2份，偶联剂0.2～0.6份，催化剂0.2～1份。


2.根据权利要求1所述的湿固化聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的聚醚多元醇由聚氧化丙烯二醇与聚氧化丙烯三醇按照质量比为0.5～3:1复配而成。


3.根据权利要求2所述的湿固化聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的聚氧化丙烯二醇的分子质量为1000～4000，所述的聚氧化丙烯三醇的分子质量为3000～6000。


4.根据权利要求1所述的湿固化聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯的一种或两种。


5.根据权利要求1所述的湿固化聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的活性纳米碳酸钙为日本丸尾200A，形貌为规整的立方体碳酸钙，比表面积为10m2/g。


6.根据权利要求1所述的湿固化聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的共沸溶剂为乙醇、1,2-二氯乙烷、1-丙醇、乙酸丙酯、庚烷、正辛烷、1-氯戊烷、环已烷的一种或两种。


7.根据权利要求1所述的湿固化聚氨酯密封胶，其特征在于：
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯的一种；
所述的除水剂为对甲基苯磺酰异氰酸酯；
所述的偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁力戈，朱勇，方贵坜，蓝彩珍，卢新莲，
申请(专利权)人：广西华纳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45