一种高性能聚氨酯密封胶黏剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种高性能聚氨酯密封胶黏剂及其制备方法，所述胶黏剂由预聚物A组份和固化剂B组份组成，（1）预聚物A组份，以重量份计包括：17.8~21.4份多元醇1、40.3~62.1份多元醇2、20~42份异氰酸酯；（2）固化剂B组份，以重量份计包括：35~42.1份端羟基聚氨酯预聚物、13.3~36.7份多元醇3、25.7~42.1份扩链剂、0.44~0.8份粘接促进剂、0~1.8份黑色浆；所述多元醇1为环氧改性端羟基聚丁二烯；所述多元醇2为分子量650~2000的聚四氢呋喃醚多元醇中的一种或多种。所述胶黏剂的拉伸强度＞20MPa，伸长率＞400%，玻璃化转变温度＜

【技术实现步骤摘要】
一种高性能聚氨酯密封胶黏剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种高性能聚氨酯密封胶黏剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来各类轻质、高强度的合金材料以及具有特殊性能的复合材料已成为航空航天工业的主要结构材料。当它们组成构件或大型部件时总会出现接合部、接缝或接合点。为保证飞行的可靠性，这些接缝或界面必须采用符合航空航天环境条件要求的弹性密封胶黏剂使之粘接密封。
[0003]聚氨酯胶黏剂因其性能可调范围宽，适应性强，耐生物老化性好，弹性好、低温柔性好等特点发展迅速，应用广泛。通常耐低温性能好的聚氨酯胶黏剂在结构设计时采用具有低玻璃化转变温度的多元醇作为软段，端羟基聚丁二烯因其优异的低温性能、电性能，因此在聚氨酯密封胶黏剂中应用较多。但是由于端羟基聚丁二烯多元醇链段中含有的碳碳双键（C＝C）为非极性键，不含有
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C
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O
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或酯基（－CO－OR－）等基团，硬段和软段之间不会产生氢键，分子间作用力小，软硬段的相容性差，所制备的聚氨酯胶黏剂材料强度较低。
[0004]Patri等人(Patri M, Rath S K, Suryavansi U G. A novel polyurethane sealant based on hydroxy
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terminated polybutadiene[J]. Journal of Applied Polymer Science. 2006, 99: 884<br/>‑
890.)采用端羟基聚丁二烯（HTPB）和甲苯二异氰酸酯合成的预聚体作为A组份，PPG聚醚以及4,4
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二氨基
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二氯二苯基甲烷（PADCDPM）和4,4
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二氨基
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二氯三苯基甲烷（PADCTPM）作为扩链剂B组份，制备的双组份聚氨酯密封胶拉伸强度＜15MPa。
[0005]胡少坤（胡少坤.丁羟聚氨酯弹性体密封胶性能的研究[J]，特种橡胶制品， 2010年2月，第31卷第1期，19
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21.）用端羟基聚丁二烯液体橡胶（HTPB，简称丁羟）、N、N
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双（2
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羟丙基）苯胺（BHA）和甲苯二异氰酸酯（TDI）反应制备的聚氨酯弹性体密封胶拉伸强度仅为10MPa左右。
[0006]刘翠平等（刘翠平，赵雨花. HTPB/共聚醚型聚氨酯密封胶的研制[J]，化工新型材料，2012年10月，第40卷第10期，71
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73）将端羟基聚丁二烯（HTPB）与四氢呋喃和环氧丙烷的共聚醚以不同的比例混合作为软段通过预聚体法合成的一系列聚氨酯弹性体拉伸强度仅为15MPa左右。
[0007]曹哲等（曹哲，介素云，李伯耿. 环氧丁羟型聚氨酯弹性体的制备与性能[J]. 高分子学报. 2017, 8:1
‑
8.）研制的环氧丁羟型聚氨酯虽然具有较低的玻璃化转变温度，但是拉伸强度＜10MPa。
[0008]CN105482055A制备的耐低温聚氨酯弹性体为聚酯型，玻璃化转变温度≥
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50℃。
[0009]CN110396162A采用聚四氢呋喃醚多元醇和聚己内酯多元醇为软段制备的密封用耐低温聚氨酯，拉伸强度高，但是使用温度为
‑
45℃以上的环境。
[0010]目前现有技术中仅是针对于密封胶黏剂的耐低温性能或者力学性能中单一性能
的提升改进研究较多，然而为满足航空航天领域的实际应用需求，弹性密封胶黏剂不仅要具有高强度和高伸长率，能够承受一定的拉伸压缩应力和形变位移，同时具有优异的耐低温性能。因此，开发具有低玻璃化转变温度的高性能聚氨酯密封胶黏剂满足航空航天领域的应用需求具有重要的意义。

技术实现思路

[0011]为解决现有技术存在的问题，本专利技术提供一种高性能聚氨酯密封胶黏剂及其制备方法，所述胶黏剂的拉伸强度＞20MPa，伸长率＞400%，玻璃化转变温度＜
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50℃，用于铝合金
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铝合金、钛合金
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钛合金胶接剪切强度＞6MPa。
[0012]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种高性能聚氨酯密封胶黏剂，所述胶黏剂由预聚物A组份和固化剂B组份组成，预聚物A组份，以重量份计包括：多元醇1
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17.8~21.4多元醇2
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40.3~62.1异氰酸酯
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20~42固化剂B组份，以重量份计包括：端羟基聚氨酯预聚物
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35~42.1多元醇3
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13.3~36.7扩链剂
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25.7~42.1粘接促进剂
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0.44~0.8黑色浆
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0~1.8所述多元醇1为环氧改性端羟基聚丁二烯；所述多元醇2为分子量650~2000的聚四氢呋喃醚多元醇中的一种或多种。
[0013]优选的，环氧改性端羟基聚丁二烯的羟值为57~78mgKOH/g。
[0014]优选的，A组份与B组份的重量比为100:27~36.5。
[0015]优选的，多元醇2和多元醇1的羟基摩尔比可以从8/1~2.5/1调整。
[0016]优选的，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、4，4
’‑
二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、间苯二亚甲基二异氰酸酯（XDI）中的一种或多种。
[0017]优选的，所述端羟基聚氨酯预聚物为分子量650~2000的聚四氢呋喃醚多元醇与甲苯二异氰酸酯以OH/NCO摩尔比为2.5/1~2/1反应制得的预聚物。所述端羟基聚氨酯预聚物的制备方法进一步优选为：分子量650
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2000的聚四氢呋喃醚多元醇、异氰酸酯在80~85℃反应2~3h得到端羟基聚氨酯预聚物；优选分子量650
‑
2000的聚四氢呋喃醚多元醇在使用前进行脱水处理，脱水处理优选为：100
‑
110℃脱水2~3h后测水分含量不大于300ppm。
[0018]优选的，所述多元醇3为聚四氢呋喃醚多元醇、聚环氧丙烷醚多元醇、蓖麻油、聚己内酯多元醇中的一种或多种。
[0019]优选的，所述扩链剂为二邻氯二苯胺甲烷(MOCA)、二甲硫基甲苯二胺(E300)、2,4
‑
二氨基
‑
3,5
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二甲硫基氯苯(TX
‑
2)、2,4
‑
二氨基
‑5‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能聚氨酯密封胶黏剂，其特征在于，所述胶黏剂由预聚物A组份和固化剂B组份组成，（1）预聚物A组份，以重量份计包括：多元醇1
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17.8~21.4多元醇2
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40.3~62.1异氰酸酯
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20~42（2）固化剂B组份，以重量份计包括：端羟基聚氨酯预聚物
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35~42.1多元醇3
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13.3~36.7扩链剂
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25.7~42.1粘接促进剂
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0.44~0.8黑色浆
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0~1.8所述多元醇1为环氧改性端羟基聚丁二烯；所述多元醇2为分子量650~2000的聚四氢呋喃醚多元醇中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于，所述环氧改性端羟基聚丁二烯的羟值为57~78mgKOH/g。3. 根据权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于，A组份与B组份的重量比为100：27 ~36.5。4.根据权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于，多元醇2和多元醇1的羟基摩尔比为8/1~2.5/1。5.根据权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于，所述端羟基聚氨酯预聚物为分子量650~2000的聚四氢呋喃醚多元醇与甲苯二异氰酸酯以OH/NCO摩尔比为2.5/1~2/1反应制得的预聚物。6.根据权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于，所述多元醇3为聚四氢呋喃醚多元醇、聚环氧丙烷醚多元醇、蓖麻油、聚己内酯多元醇中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、4，4
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二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭映瀚，张明明，崔文康，苏丽丽，石雅琳，
申请(专利权)人：黎明化工研究设计院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：