一种增粘促进剂及其制备方法和应用以及耐水粘接单组分聚氨酯密封胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种增粘促进剂及其制备方法和应用以及耐水粘接单组分聚氨酯密封胶及其制备方法和应用，密封胶由聚醚多元醇、聚酯多元醇、二异氰酸酯、增粘促进剂、催化剂等组分组成。本发明专利技术制备聚氨酯预聚体原料中的聚酯多元醇采用非对称结构的复合型聚酯多元醇或聚碳酸亚基酯多元醇，并将之引入到分子链的链段中部，耐水性好、活性高的聚醚多元醇接于两侧，并保留一定含量的NCO端基；同时添加了自制的多官能增粘促进剂，是采用摩尔比1：1：1(非对称结构的)二异氰酸酯、(甲基)丙烯酸羟基酯、氨基或巯基硅烷偶联剂反应得来。制得的单组分聚氨酯密封胶耐水、耐热性好，同时具有良好的粘接强度，从而拓宽了其应用范围。从而拓宽了其应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种增粘促进剂及其制备方法和应用以及耐水粘接单组分聚氨酯密封胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及聚氨酯密封胶制备
，特别涉及一种增粘促进剂、制备方法和应用以及耐水粘接单组分聚氨酯密封胶及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]聚氨酯密封胶是以氨基甲酸酯为主体结构的高分子材料，由于其具备高强度、粘接性好、耐低温、耐油、耐磨等特点，被广泛应用在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领域，也成为了包括硅酮密封胶、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。但是，由于其自身分子结构特点，还是存在不耐高温、不耐水、耐候性差等缺点，从而限制了自身的应用。尤其是在高温高湿、长期浸水、雨水冲刷等环境下使用时，会呈现不同程度的性能劣化，最终导致脱粘、密封失效。
[0003]本领域对聚氨酯密封胶的耐水性进行了一些研究，比如中国专利文献CN110845982A公开了耐水聚氨酯密封胶是由改性纳米碳酸钙填料、异氰酸酯封端聚氨酯预聚物、触变剂、增塑剂和固化促进剂真空高速搅拌而制得，改性纳米碳酸钙填料是将纳米碳酸钙经含羟基有机物的低温等离子体处理，然后放入烷氧基硅烷的水解液中反应，过滤干燥，接着在表面覆上含氟的聚合物乳液而制得，该方法使得碳酸钙表面获得的高活性的羟基与烷氧基硅烷进行反应形成疏水性结构，然后表面覆上含氟的聚合物乳液，增强了纳米碳酸钙的疏水效果，从而达到提升聚氨酯密封胶的耐水性和耐候性的目的。
[0004]功能促进剂能够改善聚氨酯密封胶的性能。中国专利文献CN105176439A公开了一种胶黏剂用粘接促进剂、合成方法及应用，该粘接促进剂由异氰酸酯与带有活泼氢基团的硅烷偶联剂反应制得；合成时，首先将异氰酸酯加热温度到50℃，接着缓慢滴入计算量的硅烷偶联剂，在60℃～70℃下反应1～5h，制得粘接促进剂。利用该粘接促进剂所做成的聚氨酯密封胶，能够在不使用底涂的情况，对金属基材，如钢材、铝材等实现良好的粘接，剪切强度为2.6～3.8MPa，内聚破坏达到95％～97％。并未提及该技术聚氨酯密封胶具有耐水性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种耐水粘接单组分聚氨酯密封胶及其制备方法，通过引入耐水、耐热、粘接性良好的特殊聚酯多元醇，及合理的共聚方法制备聚氨酯预聚体；再通过加入自制的增粘促进剂，引入多官能、差异化活性基团，可对无机材料和有机材料均具有良好的物理、化学结合能力，加强体系的桥接、偶联作用，以期望提升聚氨酯密封胶的耐水性和耐热性能，同时具有较高的粘接强度。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下:
[0007]本专利技术首先提供了一种增粘促进剂，该增粘促进剂通过非对称结构的二异氰酸酯进行架构，分子两侧端基分别带有乙烯基活性基团和硅氧烷活性基团，分子链段保留内聚
能较高的氨酯基、脲基或N
‑
C
‑
S键结构，具体结构式如式(1)或式(2)：
[0008][0009]式(1)、式(2)中，R1‑
为甲基或氢，R2‑
为乙基或丙基，R3‑
为甲基或乙基，X为N或S元素，n为1～3之间的整数。
[0010]第二方面，本专利技术提供了上述增粘促进剂的制备方法，包括如下步骤：
[0011]首先将非对称结构的二异氰酸酯加热到40～60℃，接着缓慢滴入含活泼氢的氨基或巯基硅烷偶联剂、叔胺催化剂，在60℃～70℃下反应1～5h，当体系中NCO含量为初始含量的50％～55％时，再缓慢滴入(甲基)丙烯酸羟基酯、有机锡催化剂，继续在60℃～70℃下反应1～5h，测定一次NCO含量值，确定没有游离NCO存在时，降温出料，最终制得增粘促进剂。
[0012]非对称结构的二异氰酸酯、含活泼氢的氨基或巯基硅烷偶联剂、(甲基)丙烯酸羟基酯的摩尔比为1:1:1。
[0013]所述非对称结构的二异氰酸酯选自2,4
‑
甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的任意一种或几种；
[0014]所述含活泼氢的氨基或巯基硅烷偶联剂选自3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
巯丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
巯丙基三乙氧基硅烷中的任意一种或几种；
[0015]所述(甲基)丙烯酸羟基酯选自甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯中的任意一种或几种；
[0016]所述叔胺催化剂选自三亚乙基二胺、三乙醇胺中的任意一种或几种；
[0017]所述有机锡催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的任意一种或几种；
[0018]叔胺催化剂的用量是反应体系质量的0.01％～0.2％；有机锡催化剂的用量是反应体系质量的0.01％～0.2％；反应体系由二异氰酸酯、含活泼氢的氨基或巯基硅烷偶联剂、(甲基)丙烯酸羟基酯组成。
[0019]第三方面，本专利技术提供了上述增粘促进剂的应用，将增粘促进剂作为聚氨酯密封胶的成分，添加量为聚氨酯密封胶原料质量的0.2％～2％。
[0020]第四方面，本专利技术提供了一种耐水粘接单组分聚氨酯密封胶，由以下重量份的原料组成：
[0021]聚醚多元醇15～30份；聚酯多元醇0～5份；二异氰酸酯3～6份；增塑剂5～30份；填料30～50份；触变剂0.5～10份；除水剂0.5～2份；偶联剂0.2～0.6份；上述增粘促进剂0.2～2份；催化剂0.1～1份。
[0022]其中一种优选的方案是，耐水粘接单组分聚氨酯密封胶，由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇15～30份；聚酯多元醇0.1～5份；二异氰酸酯3～6份；增塑剂5～30份；填料
30～50份；触变剂0.5～10份；除水剂0.5～2份；偶联剂0.2～0.6份；上述增粘促进剂0.2～2份；催化剂0.1～1份。
[0023]其中，所述的聚醚多元醇由聚氧化丙烯三醇与聚氧化丙烯二醇按照质量比为5：1～1：2复配而成，聚氧化丙烯三醇的分子质量为3000～6000，所述的聚氧化丙烯二醇的分子质量为2000～8000。
[0024]其中，所述的聚酯多元醇为非对称结构的复合型聚酯、聚碳酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯中的一种或多种，分子质量为1000～3000。所述非对称结构的复合型聚酯可以选择高耐水高附着力聚酯多元醇(BY
‑
3038)。
[0025]其中，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。
[0026]聚酯多元醇采用非对称结构的复合型聚酯多元醇或聚碳酸亚基酯多元醇，并将之聚合于分子链的链段中部，把耐水性好、活性高的聚醚多元醇接于两侧，并保留一定含量的NCO端基而制得，在带入耐水性、耐热性、粘接性良好的功能基团的同时，确保达到良好的反应活性及后期固化。
[0027]其中，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增粘促进剂，其特征在于，具体结构式如式(1)或式(2)：式(1)、式(2)中，R1‑
为甲基或氢，R2‑
为乙基或丙基，R3‑
为甲基或乙基，X为N或S元素，n为1～3之间的整数。2.一种增粘促进剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：首先将非对称结构的二异氰酸酯加热到40～60℃，接着缓慢滴入含活泼氢的氨基或巯基硅烷偶联剂、叔胺催化剂，在60℃～70℃下反应1～5h，当体系中NCO含量为初始含量的50％～55％时，再缓慢滴入(甲基)丙烯酸羟基酯、有机锡催化剂，继续在60℃～70℃下反应1～5h，测定一次NCO含量值，确定没有游离NCO存在时，降温出料，最终制得增粘促进剂。3.根据权利要求2所述的增粘促进剂的制备方法，其特征在于，所述非对称结构的二异氰酸酯选自2,4
‑
甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的任意一种或几种；所述含活泼氢的氨基或巯基硅烷偶联剂选自3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
巯丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
巯丙基三乙氧基硅烷中的任意一种或几种；所述(甲基)丙烯酸羟基酯选自甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯中的任意一种或几种；非对称结构的二异氰酸酯、含活泼氢的氨基或巯基硅烷偶联剂、(甲基)丙烯酸羟基酯的摩尔比为1:1:1。4.根据权利要求2所述的增粘促进剂的制备方法，其特征在于，所述叔胺催化剂选自三亚乙基二胺、三乙醇胺中的任意一种或几种；所述有机锡催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的任意一种或几种；叔胺催化剂的用量是反应体系质量的0.01％～0.2％；有机锡催化剂的用量是反应体系质量的0.01％～0.2％；反应体系由二异氰酸酯、含活泼氢的氨基或巯基硅烷偶联剂、(甲基)丙烯酸羟基酯组成。5.权利要求1所述的增粘促进剂的应用，其特征在于，将所述增粘促进剂作为聚氨酯密封胶的成分，添加量为聚氨酯密封胶原料质量的0.2％～2％。6.一种耐水粘接单组分聚氨酯密封胶，其特征在于，由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇15～30份；聚酯多元醇0.1～5份；二异氰酸酯3～6份；增塑剂5～30份；填料30～50份；触变剂0.5～10份；除水剂0.5～2份；偶联剂0.2～0.6份；权利要求1或2所述的增粘促进剂0...

【专利技术属性】
技术研发人员：王有治，潘启英，刘益均，罗晓锋，王天强，
申请(专利权)人：成都硅宝新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：