一种生物基MS胶基础树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物基MS胶基础树脂及其制备方法，属于化工材料领域。其以生物发酵得到的二元酸和二元醇，以及CO2为主要生产原料，且不需异氰酸酯化合物的使用，即可制备出含有氨基甲酸酯结构(聚氨酯)的MS胶基础树脂。本发明专利技术所制备的基础树脂可生物降解，绿色环保，制备方法可减少CO2排放，有利于碳中和。有利于碳中和。

【技术实现步骤摘要】
一种生物基MS胶基础树脂及其制备方法


[0001]本专利技术属于化工材料领域，涉及一类生物基MS胶基础树脂及其制备方法。
技术背景
[0002]MS胶全名是改性硅烷聚醚胶，是继聚硫胶、硅酮胶、聚氨酯胶之后发展起来的新一代建筑密封胶，由于不含甲醛，不含异氰酸酯，无溶剂，对环境和人体亲和等突出的环保特性，适应绝大多数建筑基材。同时，还具有良好的施工性、粘结性、耐久性及耐候性，尤其是具有非污染性和可涂饰性，在建筑装饰上有着广泛的应用，主要应用于建筑工程和装饰装修的粘接、填缝、接缝、密封和防水、补强等领域。近年来，随着人们对MS胶本身优点的认识不断加深，在冷藏车、集装箱、电梯等工业领域的应用也在不断扩展。
[0003]MS胶主要原料包括：硅烷基封端聚醚(MS预聚体，又称“基础树脂”)、增塑剂(邻苯二甲酸二辛酯(DOP)；邻苯二甲酸二苄酯(DCP)；邻苯二甲酸二丁酯(DBP)等)，气相白炭黑、硅烷偶联剂、催化剂、硅烷偶联剂、耐老化助剂，除水剂等。
[0004]MS预聚体，即基础树脂，或称硅烷改性树脂预聚体，其本身强度不高，若采用MS胶基础树脂制备密封胶，必须添加能起到一定补强作用的填料。填料的种类和用量显著影响密封胶的力学性能和流变性能。如在透明MS胶的制备中，通常采用白炭黑作为补强填料。
[0005]增塑剂的主要作用是削弱聚合物分子间的范德华力，从而增加聚合物分子链的移动性，降低聚合物分子链的结晶性，即增加了聚合物的塑形，表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降，而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。密封胶中加入DOP，能够起到增加流动性、降低硬度、调整模量的作用，但是如果加入过量不仅会造成DOP的迁移和渗出，还会影响密封胶的下垂性和力学性能。
[0006]催化剂具有两大作用：(1)室温下加速交联固化，缩短固化时间；(2)赋予胶料良好的贮存稳定性。MS胶催化剂主要有辛酸亚锡、丁酸锡、二乙酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡、螯合锡、二月桂酸二丁基锡、三烷基胺等。其中最常见的催化剂是二月桂酸二丁基锡。
[0007]硅烷偶联剂的分子中同时具有两种不同化学性质的官能团，一端的烷氧基能与空气中的水分反应生成活性的硅羟基，硅羟基能与基材表面的羟基发生缩合反应，形成稳定的化学键作用；另一端的反应性官能团能与聚合物反应结合，在密封胶和基材之间形成一种类似于桥梁的作用。同时，硅烷偶联剂还能作为聚合物固化反应的交联剂，提高最终MS胶产品的交联密度。
[0008]MS聚合物分子链主要由C—C键及C—O构成，其键能相对Si—O键较低，在紫外光照射下更容易断开，会影响MS胶的耐老化性能，因而需要在配方体系中加入耐老化助剂，提升其耐老化性能。
[0009]单组分MS密封胶的湿气固化机理决定了其体系中水分越少越好，保证其在贮存期内(360d)性能基本没有变化。常被用作密封胶除水剂的是乙烯基三甲氧基硅烷(WD
‑
21)或乙烯基三乙氧基硅烷，因其烷氧基硅烷与水反应的活性较高，可以快速地消耗掉体系中的水分而提高密封胶的贮存稳定性。
[0010]中国专利CN201810142813.2中介绍了一种有机硅密封胶及其制备方法和应用，其主体树脂成分为聚二甲基硅氧烷，催化剂为钛酸四异丙酯和双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯；
[0011]专利CN201910297798.3中介绍了一种硅烷改性聚醚及其制备方法，其制备方法是将乙烯基硅烷和含氢硅烷进行硅氢加成反应制备亚乙基链接硅烷的硅氧烷封端改性聚醚单体。专利CN201911254509.8中介绍了一种高韧性桥梁加固结构胶，其特征是环氧封端的聚氧乙烯
‑
聚氧丙烯聚合物中间掺杂有聚二甲基硅氧烷结构。聚二甲基硅氧烷结构增加了胶黏剂结构整体的韧性。
[0012]专利CN202010431536.4中介绍了一种低模量MS胶及其制备方法，其制备方法是聚醚多元醇先用二异氰酸酯化合物MDI封端，然后再用苯胺甲基三甲氧基硅烷、伯氨基硅烷等封端，制备MS树脂预聚物。
[0013]专利CN202010976049.6中介绍了一种铅笔硬度达3H的高透明MS胶及其制备方法，其所用的基础树脂仍然是PPGMS，即硅烷改性聚氧丙烯。专利CN202010391084.1中涉及了一种不易老化且绿色环保的MS胶及其制备方法，其创新点是所用的增塑剂为环保型增塑剂，而基础树脂仍然是PPGMS。专利CN202010285479.3中介绍了一种MS胶粘剂及制备方法、粘接层、光伏组件及修补工艺，其中主要是添加低粘度活性树脂，而其基础树脂仍然是普通的硅烷改性聚醚。
[0014]美国专利US9328272中介绍了硅烷改性聚醚，其制备方法是将聚醚二元醇先用烯丙基氯封端，等到两端为烯丙基封端的聚醚，然后烯丙基聚醚再与三甲氧基硅烷单体在氯铂酸的存在下进行硅氢加成，得到三甲氧基丙基硅烷封端的MS基础树脂。相似地，US9969843中是采用高分子量的聚醚多元醇在甲醇钠的催化下与烯丙基缩水甘油醚反应，得到烯丙基封端的聚醚多元醇，然后再与三甲氧基硅烷单体在氯铂酸的存在下进行硅氢加成，得到三甲氧基丙基硅烷封端的MS基础树脂。这种方法在生产中需要使用到烯丙基氯这种刺激性较强的物质，因为生产受到限制；同时因为硅氧烷和聚醚主链不是通过氨基甲酸酯基团链接，所制备的硅烷改性聚醚粘结强度有限。
[0015]专利US7718730介绍了一种聚醚多元醇先用二异氰酸酯化合物，如MDI,TDI,IPDI等封端，然后再用含胺基的硅氧烷化合物，N
‑
三甲氧基硅烷基天门冬氨酸二甲酯反应，制备硅烷改性聚氨酯树脂的方法。此方法所制备的硅烷改性聚醚虽然在大分子链中引入了氨基甲酸酯基团，但弊端是需要使用二异氰酸酯这类毒性较强的物质，而且因为二异氰酸酯的高反应活性，此中方法制备的硅烷改性聚醚工艺控制困难，产品品质不稳定。

技术实现思路

[0016]本专利技术涉及一种生物基MS胶基础树脂及其制备方法。本专利技术所制备的生物基MS胶基础树脂，主要原料(基础树脂)可生物降解。以生物发酵得到的二元酸和二元醇，以及CO2为主要生产原料之一，不需异氰酸酯化合物的使用制备出含有氨基甲酸酯结构(聚氨酯)的MS胶基础树脂。本专利技术提供的生物基MS胶基础树脂的结构式如下：
[0017][0018]优选的，式中的取代基R为
‑
CH2CH2‑
，
‑
CH2CH2CH2‑
，
‑
CH2CH2CH2CH2‑
，
‑
CH2CH2CH2CH2CH2CH2‑
,
‑
CH2CH2OCH2CH2‑
,
‑
CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2‑
。
[0019]取代基R1为
‑
CH2CH2‑
，
‑
CH2CH2CH2‑
，
‑
CH2CH2CH2CH2‑
，
‑
CH2CH2CH2CH本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一类生物基MS胶基础树脂,其特征在于：所述的生物基MS胶基础树脂具有如下结构：式中的R为
‑
CH2CH2‑
，
‑
CH2CH2CH2‑
，
‑
CH2CH2CH2CH2‑
，
‑
CH2CH2CH2CH2CH2CH2‑
,
‑
CH2CH2OCH2CH2‑
,
‑
CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2‑
；R1为
‑
CH2CH2‑
，
‑
CH2CH2CH2‑
，
‑
CH2CH2CH2CH2‑
，
‑
CH2CH2CH2CH2CH2CH2‑
,
‑
CH2CH2OCH2CH2‑
,
‑
CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2‑
，R2为
‑
CH3,
‑
CH2CH3；m为1到10的自然数；n为10
‑
40的自然数。2.根据权利要求1所述的生物基MS胶基础树脂，其特征在于：R为
‑
CH2CH2‑
，
‑
CH2CH2CH2‑
，
‑
CH2CH2CH2CH2‑
，
‑
CH2CH2CH2CH2CH2CH2‑
；R1为
‑
CH2CH2‑
，
‑
CH2CH2CH2‑
，
‑
CH2CH2CH2CH2CH2CH2‑
,
‑
CH2CH2OCH...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭凯，孙戒，李振江，马灿亮，黄金，赵学祥，
申请(专利权)人：南京南溧新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：