一种无溶剂低粘异氰酸酯组合物及其制备方法与用途技术

本发明专利技术公开了一种无溶剂低粘异氰酸酯组合物及其制备方法与用途，所述异氰酸酯组合物采用以下原料组分制备而成：a、脂肪族二异氰酸酯；b、脂肪族聚异氰脲酸酯；c、分子量为1000

【技术实现步骤摘要】
一种无溶剂低粘异氰酸酯组合物及其制备方法与用途


[0001]本专利技术涉及一种异氰酸酯组合物，尤其涉及一种无溶剂低粘异氰酸酯组合物及其制备方法与用途。

技术介绍

[0002]聚氨酯树脂是一类被广泛应用于涂料、胶粘剂、密封剂、弹性体、泡沫及印刷油墨等领域。在这些应用领域中，聚氨酯密封胶作为其重要分支，同时具有机械强度高、低温柔顺性好以及优良的耐候性和耐磨性等显著特点。尤其在是在汽车领域，当汽车车框材料与挡风玻璃存在较大膨胀系数时，聚氨酯密封胶更能够突出他的高伸长率和良好的弹性复原能力。异氰酸酯组分是制备聚氨酯树脂的最主要的原料，但异氰酸酯单体往往因成型固化时间长，交联密度不足等缺点，限制了其广泛应用。因此，实际应用中异氰酸酯组分多以异氰酸酯预聚物或自聚体等形式作为双组分聚氨酯固化剂使用，因此，异氰酸酯组分的研究在聚氨酯制品的研究和开发领域具有重要意义。
[0003]中国公开专利CN102643407A先采用三羟甲基丙烷和多元醇对异佛尔酮二异氰酸酯进行改性，然后进行三聚反应，制备得到改性的异氰酸酯预聚物，最终产品对羟基树脂具有较好的相容性，且机械性能良好；但该方法步骤繁琐，且最终产品体系粘度大，使用时需要加入有机溶剂降低粘度，从而对环境和施工人员健康均不利；另外，在密封胶领域，密封胶填充和包覆厚度较大，添加的有机溶剂难以完全逸散出来，导致固化成型后产品内部存在微小气泡，严重影响产品的固化质量。此外，玻璃密封胶的性能还涉及到密封胶本身的结构性质，该预聚物体系粘度大，存在结构单一及粘结强度不足的特点，难以满足使用要求。
[0004]中国公开专利CN101880516A先采用植物油改性多元醇及聚酯多元醇对二苯基甲烷二异氰酸酯进行预聚反应，然后加入三聚催化剂进行聚合反应，最终得到异氰酸酯预聚物，该预聚物使用时不用有机溶剂，游离二苯基甲烷二异氰酸酯含量较低，但预聚物最终的NCO含量也较低，较低的NCO含量会导致胶粘剂在使用过程中出现固化速度慢，粘度过大及流平性差的点。
[0005]综上，迫切需要一种无溶剂、粘度低且综合机械性能优异的可用于玻璃密封胶的异氰酸酯组合物。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种不添加溶剂且粘度低、综合机械性能优异的异氰酸酯组合物及其制备方法。
[0007]本专利技术的另一个目的在于提供一种上述异氰酸酯组合物在制备聚氨酯
‑
玻璃密封胶材料中的应用。
[0008]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0009]一种无溶剂低粘异氰酸酯组合物，采用以下原料组分制备而成：
[0010]a、脂肪族二异氰酸酯；
[0011]b、脂肪族聚异氰脲酸酯；
[0012]c、分子量为1000
‑
12000道尔顿，优选2000
‑
6000道尔顿且平均官能度为2.0
‑
4.0的聚醚多元醇；
[0013]d、至少一种下述通式I所示的烷氧基硅烷异氰脲酸酯化合物，
[0014][0015]通式I中，R1为碳数在C1
‑
C8之间的烷基，R2、R3、R4各自独立的为碳数在C1
‑
C4的烷基或烷氧基，且R2、R3、R4中至少有一个为烷氧基,优选R2、R3、R4中含有两个或三个烷氧基。
[0016]本专利技术上述组分中，脂肪族异氰酸酯具有优异的耐候性及抗黄变性，由其聚合而成的聚异氰脲酸酯具有单环或多环状结构，该类环状结构稳定，且力学强度较高。聚醚多元醇作为微相分离结构中的软锻，其结构参数会影响密封剂分子在粘接层间的扩散运动效果，且其结构中的碳碳长链可以作为分子内旋转节点，起到调节和改善材料的韧性和微相结晶程度。
[0017]烷氧基硅烷异氰脲酸酯化合物结构中，异氰脲酸酯六元环结构稳定，具有耐化学品及机械性能优异的特点，将其作为偶联剂及粘接剂添加至本专利技术组合物体系，特殊的烷氧基硅烷异氰脲酸酯结构可与氨基甲酸酯或三聚体形成上下层叠的氢键作用，从而避免迁移出树脂主体，使得本体系比引入传统的小分子单硅氧烷结构具有更强的粘接作用，起到进一步改良异氰酸酯组合物的效果，可适用于多场合应用。
[0018]进一步地，各原料组分添加量分别为：
[0019]脂肪族二异氰酸酯25
‑
60％，优选30
‑
55％；
[0020]脂肪族聚异氰脲酸酯30
‑
65％，优选35
‑
60％；
[0021]聚醚多元醇5
‑
25％，优选8
‑
20％；
[0022]烷氧基硅烷异氰脲酸酯化合物0.5
‑
5％，优选2
‑
4％。
[0023]本专利技术通过控制a、b、c、d各组分含量，可以保证异氰酸酯组合物具有较低的粘度，有助于在应用于密封胶时更快的渗透到粘结材质的微小缝隙中，提高密封和粘结效果。
[0024]进一步地，所述脂肪族二异氰酸酯选自五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯中的至少一种，优选选自六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。
[0025]进一步地，所述脂肪族聚异氰脲酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDI三聚体)、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体(IPDI三聚体)、二环己基甲烷二异氰酸酯三聚体(HMDI三
聚体)中的至少一种。
[0026]进一步地，所述聚醚多元醇选自聚环氧丙烷醚多元醇、聚环氧乙烷醚多元醇、聚环氧丙烷
‑
环氧乙烷醚共聚多元醇中的至少一种，优选选自聚环氧丙烷醚多元醇、聚环氧丙烷
‑
环氧乙烷醚多元醇中的至少一种，更优选选自聚环氧丙烷醚多元醇。
[0027]所述聚醚多元醇的起始剂可以为二元醇、三元醇或四元醇。二元醇例如可以是乙二醇、丙二醇、二甘醇、二丙二醇、1，4
‑
丁二醇、1，3
‑
丁二醇、新戊二醇、三甲基戊二醇、环己烷二甲醇、1，5
‑
戊二醇或1，6
‑
己二醇。三元醇例如可以是三羟甲基丙烷、乙氧基化三羟甲基丙烷、甘油或蓖麻油。四元醇例如可以是季戊四醇。
[0028]进一步地，所述烷氧基硅烷异氰脲酸酯化合物为1,3,5
‑
三(三甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯、1,3,5
‑
三(甲基二甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯、1,3,5
‑
三(甲基二乙氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯、1,3,5
‑
三(三甲氧基甲硅烷基丁基)异氰脲酸酯、1,3,5
‑
(甲基二甲氧基甲硅烷基丁基)异氰脲酸酯、1,3,5
‑
三(三乙氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯中的一种或多种，优选为1,3,5
‑
三(三甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无溶剂低粘异氰酸酯组合物，其特征在于，采用以下原料组分制备而成：a、脂肪族二异氰酸酯；b、脂肪族聚异氰脲酸酯；c、分子量为1000
‑
12000道尔顿，优选2000
‑
6000道尔顿且平均官能度为2.0
‑
4.0的聚醚多元醇；d、至少一种下述通式I所示的烷氧基硅烷异氰脲酸酯化合物，通式I中，R1为碳数在C1
‑
C8之间的烷基，R2、R3、R4各自独立的为碳数在C1
‑
C4的烷基或烷氧基，且R2、R3、R4中至少有一个为烷氧基,优选R2、R3、R4中含有两个或三个烷氧基。2.根据权利要求1所述的无溶剂低粘异氰酸酯组合物，其特征在于，各原料组分添加量分别为：脂肪族二异氰酸酯25
‑
60％，优选30
‑
55％；脂肪族聚异氰脲酸酯30
‑
65％，优选35
‑
60％；聚醚多元醇5
‑
25％，优选8
‑
20％；烷氧基硅烷异氰脲酸酯化合物0.5
‑
5％，优选2
‑
4％。3.根据权利要求1或2所述的无溶剂低粘异氰酸酯组合物，其特征在于，所述脂肪族二异氰酸酯选自五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯中的至少一种，优选选自六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。4.根据权利要求1或2所述的无溶剂低粘异氰酸酯组合物，其特征在于，所述脂肪族聚异氰脲酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、二环己基甲烷二异氰酸酯三聚体中的至少一种。5.根据权利要求1或2所述的无溶剂低粘异氰酸酯组合物，其特征在于，所述聚醚多元醇选自聚环氧丙烷醚多元醇、聚环氧乙烷醚多元醇、聚环氧丙烷
‑
环氧乙烷醚共聚多元醇中的至少一种，优选选自聚环氧丙烷醚多元醇、聚环氧丙烷
‑
环氧乙烷醚多元醇中的至少一种，更优选选自聚环氧丙烷醚多元醇。6.根据权利要求1或2所述的无溶剂低粘异氰酸酯组合物，其特征在于，所述烷氧基硅烷异氰脲酸酯化合物为1,3,5
‑
三(三甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯、1,3,5
...

【专利技术属性】
技术研发人员：路富有，石滨，尚永华，孙立冬，李海军，王暖程，王勤隆，陈杰，张晓鹏，黎源，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：