用于低温应用的单组分聚氨酯密封剂制造技术

本发明专利技术涉及单组分聚氨酯组合物，包含：至少一种异氰酸酯官能的聚氨酯聚合物；至少一种有机触变剂；至少一种粘度小于500mPa

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于低温应用的单组分聚氨酯密封剂


[0001]本专利技术涉及单组分的湿固化聚氨酯组合物，其可以在低温下施加和固化并且适用作弹性密封剂和粘合剂。
[0002]专利技术背景
[0003]目前，聚氨酯组合物、特别是单组分聚氨酯组合物，由于它们丰富多彩的机械和粘合性能而用于各种各样的密封和粘结应用。它们尤其适用于弹性密封和粘结，因为取决于配方，它们可以将高粘合强度与回弹性和弹性结合起来，此外，由于它们的单组分配方，它们可以容易地施加并且不需要混合步骤。
[0004]通常，这种单组分聚氨酯组合物以粘性液体或糊状物的形式施用，其主要通过来自空气的湿度(水分)的影响而固化成软弹性、橡胶状或坚韧固体。然而，它们的固化行为高度依赖于温度。尤其是在例如通常存在于寒冷气候中，尤其是在室外环境中的低温下，即低于5℃下，单组分聚氨酯组合物通常会遭受受阻的、缓慢的固化和差的施加性能。首先，由于低温，此类组合物的粘度显著增加，这导致从活塞枪或自动施加器的施加所需的挤出力更高。在一些情况下，组合物被增稠到恰当的施加是不可能的或至少非常麻烦的程度。
[0005]此外，较低的温度显著抑制了组合物的固化。这主要是由于冷空气非常干燥以及固化所需的大气水分充分输送到新鲜组合物中受到显著阻碍的事实。此外，由于较低的温度，整个固化反应减慢。简单地增加催化剂用量或使用更高反应性的成分并不能解决问题，因为低吸水率仍然是一个限制因素，此外，组合物在更高温度下的储存稳定性会显著降低。
[0006]因此，目前没有广泛使用的用于寒冷气候的单组分聚氨酯组合物。
[0007]例如，US 2018/305597公开了一种单组分聚氨酯组合物，其表现出高生胶(green)强度和长开放时间，以及高储存稳定性，但其必须稍微加热才能施加。
[0008]作为另一个实例，US 2015/166859教导了一种基于硅烷官能化聚合物并具有高填料含量的弹性密封剂或粘合剂组合物。它具有相对低的粘度，但通过硅烷缩合固化，因此尤其不适用于低温条件。
[0009]替代使用的是具有分离的活性成分且在混合时易于固化的双组分聚氨酯，但它们不是用户优选的，因为它们需要额外的混合步骤和更复杂的施加设备。
[0010]例如，US 2018/334600教导了一种尤其适用于燃料接触的单组分或双组分聚氨酯组合物。此外，该公开没有教导尤其适用于低温的聚氨酯组合物。
[0011]有机硅可以在低温下使用，因为它们可以被配制为在低温下具有低粘度，但它们在寒冷气候下仍然遭受缓慢固化的问题，并且具有固有的缺点，例如可覆盖涂覆性差、染色效果差(例如在天然石材基材中)和附着力限制。
[0012]因此，仍然需要适用于寒冷气候即低于5℃低至例如
‑
10℃的单组分聚氨酯组合物，其在如此低的温度下结合了以下优点：低粘度、具有低挤出力的优异的施加性能、快速固化和不逊于标准的单组分聚氨酯组合物的优异的机械性能。
[0013]专利技术概述
[0014]因此，本专利技术的目的在于提供单组分湿固化聚氨酯组合物，其粘度对温度的依赖
性低，因此可以在5℃或更低低至至少
‑
10℃的低温下容易地施加，但在新施加时仍然为不流挂的糊状体，并且在那些低温下表现出足够快的固化速率。此外，固化的组合物应具有用作弹性密封剂的良好机械性能。
[0015]令人惊讶地，已经发现根据权利要求1的组合物实现了该目的。
[0016]因此，本专利技术涉及单组分聚氨酯组合物，基于总组合物包括：
[0017]A)15至75wt％的至少一种异氰酸酯官能的聚氨酯聚合物PU；
[0018]B)5至30wt％的至少一种有机触变剂TX；
[0019]C)2至25wt％的至少一种增塑剂PL，其在0℃下，剪切速率为10s
‑1，锥角为1
°
，转子25
‑
2，锥尖板距0.05mm的条件下用锥板粘度计测量的粘度小于500mPa
·
s；
[0020]D)0至15wt％的至少一种溶剂SL；
[0021]E)0至35wt％的至少一种填料F；
[0022]F)至少一种用于固化聚氨酯组合物的催化剂C；
[0023]其中
[0024]异氰酸酯官能的聚氨酯聚合物PU的NCO含量在0.8重量％至2.5重量％的范围内；和
[0025]异氰酸酯官能的聚氨酯聚合物PU由亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)和多元醇P以至少3/1的NCO/OH比例反应并随后借助于合适的分离方法除去大部分未反应的MDI而获得；和
[0026]所述多元醇P具有根据ASTM D4878
‑
15在25℃下测量的小于2000mPa
·
s的粘度；和
[0027]异氰酸酯官能的聚氨酯聚合物PU具有至多0.5重量％的MDI残余含量；和
[0028]所述组合物中包含成分C)和D)中的至少一种，优选两种。
[0029]单组分湿固化组合物适合作为弹性密封剂或粘合剂，其可在5℃或更低，优选0℃或更低，特别是
‑
5℃或更低，例如
‑
10℃的温度下施加，在可挤出性或固化速率方面没有明显限制。
[0030]专利技术详述
[0031]以“聚(多)”开头的化合物名称，例如多异氰酸酯或多元醇是指形式上包含每个分子两个或更多个在其名称中出现的官能团的物质。该化合物可以是单体、低聚或聚合的化合物。例如，多元醇为具有两个或更多个羟基的化合物和多异氰酸酯为具有两个或更多个异氰酸酯基团的化合物。
[0032]在本文中术语“聚合物”一方面包括一组通过聚合反应(聚加成、加聚、缩聚)制备的化学均匀的大分子的集合，其中大分子的不同在于它们的聚合度、分子量和链长。另一方面该术语还包含由聚合反应得到的大分子的所述集合的衍生物，即通过例如加成或取代存在于大分子上官能团的反应获得的化合物，并且其可以是化学上均匀或化学上不均匀的。该术语进一步包括所谓的预聚物，换句话说反应性低聚预加合物，其官能团已经参与到大分子的合成中。
[0033]术语“聚氨酯聚合物”包括所有通过称为二异氰酸酯加聚方法的方法制备的聚合物。这还包括几乎或完全不含氨基甲酸酯基团的那些聚合物。聚氨酯聚合物的实例为聚醚
‑
聚氨酯、聚酯
‑
聚氨酯、聚醚
‑
聚脲、聚脲、聚酯
‑
聚脲、聚异氰脲酸酯和聚碳化二亚胺。
[0034]平均分子量被理解为是指如使用常规方法测定的数均分子量，优选通过凝胶渗透
色谱法(GPC)使用聚苯乙烯作为标准物，孔隙率为100埃、1000埃和10000埃的苯乙烯
‑
二乙烯基苯凝胶作为柱并且四氢呋喃作为溶剂在35℃下测定。
[0035]“室温”是指23℃的温度。“相对湿度”，缩写为“r.h.”并且以百分数表示，描述了根据一般知识在给定温度和正常环境压力下相对于饱和量的在相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.单组分聚氨酯组合物，基于总组合物包含：A)15至75wt％的至少一种异氰酸酯官能的聚氨酯聚合物PU；B)5至30wt％的至少一种有机触变剂TX；C)2至25wt％的至少一种增塑剂PL，其在0℃下，剪切速率为10s
‑1，锥角为1
°
，转子25
‑
2，锥尖板距0.05mm的条件下用锥板粘度计测量的粘度小于500mPa
·
s；D)0至15wt％的至少一种溶剂SL；E)0至50wt％的至少一种填料F；F)至少一种用于固化聚氨酯组合物的催化剂C；其中异氰酸酯官能的聚氨酯聚合物PU的NCO含量在0.8重量％至2.5重量％的范围内；和异氰酸酯官能的聚氨酯聚合物PU由亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)和多元醇P以至少3/1的NCO/OH比例反应并随后借助于合适的分离方法除去大部分未反应的MDI而获得；和所述多元醇P具有根据ASTM D4878
‑
15在25℃下测量的小于2000mPa
·
s的粘度；和异氰酸酯官能的聚氨酯聚合物PU具有至多0.5重量％的MDI残余含量；和所述组合物中包含成分C)和D)中的至少一种，优选两种。2.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯组合物，其中基于总组合物，所述增塑剂PL以4至20wt％的量包含在所述组合物中。3.根据权利要求1或2中任一项所述的单组分聚氨酯组合物，其中所述有机触变剂TX由二异氰酸酯与单烷基胺的反应获得，并且其中所述触变剂TX基本上不含异氰酸酯基团。4.根据权利要求3所述的单组分聚氨酯组合物，其中所述触变剂TX是MDI与N
‑
丁胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：