【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及胶黏剂，具体地说是一种免底涂、高强度、固化快的单组分聚氨酯密封胶及其制备方法。
技术介绍
1、聚氨酯密封胶因其具有优良的耐磨性、良好的低温柔软性、性能可调节范围广、机械强度大、粘接性好、弹性好、使用寿命长(可达15～20年)、耐油性能优良和价格适中等一系列优点，在汽车制造、建筑和航空航天领域等方面使用非常广泛。
2、聚氨酯密封胶一般分为单组分和双组分两种基本类型，单组分为湿气固化型，双组分为反应固化型。单组分密封胶施工方便，但固化较慢；双组分密封胶有固化快、性能好的特点，但使用时需要配制，工艺较为复杂。单组分密封胶相比于双组分密封胶来说，施工更加简单、方便，成本更低，具有更大的优势，但其固化过程比较依赖温度和湿度，未固化之前，自身没有太大强度，不能起到粘接定位的作用。所以，在施胶后，单组分的养护时间要比双组分长，从而整个产品制造过程时间更长，特别是冬季低温低湿环境下尤为明显，这也是单组分聚氨酯密封胶亟需解决的一个问题。
3、目前汽车制造用聚氨酯密封胶一般为高强度、高模量、粘接类聚氨酯多用途密封胶，单、双组分均有使用。通常情况下，作为粘接用聚氨酯密封胶，不论单、双组分，在使用之前，都会先对基材表面进行清洁，然后预涂底涂剂以增加胶体与基材的粘接强度，如未刷涂底涂剂，容易造成粘接不良，存在安全隐患。但刷涂底涂剂不仅增加整个制造过程中的工序，延长整车下线时间，还会增加人力、物力成本；并且，目前大部分底涂剂为溶剂型，依靠溶剂的快速挥发，使底涂剂达到快速表干的效果。但溶剂的使用，会使底涂剂在刷涂后，对整
4、为了解决单组分聚氨酯密封胶所存在的上述问题，增加单组分聚氨酯初期的粘接性与强度，现有技术通常在聚氨酯密封胶体系中加入粘接促进剂，粘接促进剂一般是含特殊基团的硅烷偶联剂；多官能度硅烷偶联剂也在密封胶体系中得以应用。比如，现有技术(含羟胺基团的多烷氧基硅烷偶联剂增强聚硫密封胶研究，陈俊生等)将多官能度硅烷偶联剂加入聚硫密封胶中，提高聚硫密封胶的粘接性能和强度，但该技术只是将这种偶联剂当作一种常规助剂使用。此外，将这类偶联剂在聚氨酯密封胶中当做助剂使用时，其用量会受到较大限制，只能极少量使用，且无法起到快速粘接定位的作用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种免底涂、高强度、固化快的单组分聚氨酯密封胶及其制备方法，在制备聚氨酯预聚体时使多官能度的硅烷偶联剂参与反应，从而将多官能度的硅烷偶联剂引入到聚氨酯主链结构之中，使硅烷偶联剂不再只是起到简单的“桥接”作用，同时还可以实现体系的“双固化”。解决单组分聚氨酯密封胶目前施工需要使用底涂剂，施胶后固化慢，不能实现很好的粘接快速定位的问题；并达到缩短产品制造过程的时间，节约成本，减少整个施工过程对环境和人员的危害的目的。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术路线如下：
3、一种免底涂高强度固化快的单组分聚氨酯密封胶的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)在聚醚多元醇与二异氰酸酯反应的前2h内向反应体系中加入提前计算好用量的多官能度硅烷偶联剂，反应至nco达到设定值后停止反应，得到预聚体；
5、(2)向预聚体中加入其它原料，进行物理混合，搅拌分散均匀，从而得到单组分聚氨酯密封胶，
6、所述其它原料包括除水剂、增塑剂、填料、小分子吸附剂、催化剂、潜固化剂、抗老化助剂、水解促进剂、润湿剂。
7、在上述单组分聚氨酯密封胶的制备方法中，所述的多官能度硅烷偶联剂其分子量在300～1200之间，该偶联剂可水解的烷氧基数量较多，1mol硅烷偶联剂含有6mol～9mol烷氧基，且除烷氧基以外，还含有2mol及以上的能与羟基或异氰酸根基团反应的基团，能将硅烷偶联剂引入聚氨酯主链之中。
8、可选的，所述的多官能度硅烷偶联剂具有以下结构特征，如式一所示，选用其中的一种或多种：
9、
10、其中r的结构特征如式二所示，r为其中任意一种，包括其相关衍生物：
11、
12、式一中r1、r2、r3的结构如式三所示，为其中任意的一种，且r1、r2、r3相互独立，既可以相同，也可以不同；n为3～5之间的整数：
13、
14、优选的，所述多官能度硅烷偶联剂选用如式四或式五所示的结构：
15、
16、进一步的，在上述单组分聚氨酯密封胶的制备方法中，所述步骤(1)可以选择包括下列过程：将聚醚多元醇加入反应釜中，升温至110～130℃，真空脱水1～2小时，降温至55～65℃，加入二异氰酸酯，随后升温至75～85℃，在干燥氮气保护下反应4～6小时；并将多官能度硅烷偶联剂在反应前期2h内，以稳定流速滴加到反应体系；在nco达到1.8～2.2％，降温至室温出料，得到预聚体。
17、进一步的，在上述单组分聚氨酯密封胶的制备方法中，所述步骤(2)可以选择包括下列过程：将所述预聚体加入行星搅拌机中，依次加入除水剂、增塑剂、填料和小分子吸附剂，真空搅拌反应30～40min，采用干燥氮气破空，加入催化剂、潜固化剂、抗老化助剂、水解促进剂和润湿剂，继续抽真空搅拌15～20min，得到免底涂高强度固化快的单组分聚氨酯密封胶。
18、在上述单组分聚氨酯密封胶的制备方法中，可选的，所述聚醚多元醇为重均分子量3000～6000的三官能度聚醚多元醇，这样可以保证体系具有良好的物理机械性能、加工性能及较低的成本。
19、在上述单组分聚氨酯密封胶的制备方法中，可选的，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)和对苯二异氰酸酯(ppdi)中的一种或两种；优选的，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)。
20、可选的，所述除水剂为对甲基苯磺酰异氰酸酯、原甲酸三乙酯、3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷和3-丁基-2-(1-乙基戊基)噁唑烷中的一种；优选的，所述除水剂为对甲基苯磺酰异氰酸酯；
21、所述增塑剂为邻苯二甲酸二异辛酯(dop)、邻苯二甲酸二异壬酯(dinp)、邻苯二甲酸二异癸酯(didp)、癸二酸二丁酯(dbs)、癸二酸二异丙酯(dips)、烷基磺酸苯酯中的一种或两种；优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二异癸酯(didp)或烷基磺酸苯酯或者两者1:1搭配使用；
22、所述填料为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、高岭土、滑石粉、硅微粉、蒙脱土、云母粉和炭黑中的一种或多种；优选的，所述填料为高岭土、硅微粉和炭黑搭配使用；
23、所述小分子吸附剂为zms-5分子筛、5a分子筛、sa1720分子筛、活性炭和氧化铝中的一种，起到吸附小分子挥发物的作用。优选的，所述小分子吸附剂为sa1720分子筛；
24、所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、三亚乙基二胺、双吗啉基二乙基醚本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种免底涂高强度固化快的单组分聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的免底涂高强度固化快的单组分聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于，所述多官能度硅烷偶联剂其分子量在300～1200之间，该偶联剂可水解的烷氧基数量较多，1mol硅烷偶联剂含有6mol～9mol烷氧基，且除烷氧基以外，还含有2mol以上的能与羟基或异氰酸根基团反应的基团，能将硅烷偶联剂引入聚氨酯主链之中。
3.根据权利要求1所述的免底涂高强度固化快的单组分聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于，所述聚醚多元醇与多官能度硅烷偶联剂的摩尔比在1:1～8:1之间。
4.根据权利要求2或3所述的免底涂高强度固化快的单组分聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)包括：将聚醚多元醇加入反应釜中，升温至110～130℃，真空脱水1～2小时，降温至55～65℃，加入二异氰酸酯，随后升温至75～85℃，在干燥氮气保护下反应4～6小时；并将多官能度硅烷偶联剂在反应前期2h内，以稳定流速滴加到反应体系；在NCO达到1.8～2.2％，降温至室温出料，得到预聚体。<...
【技术特征摘要】
1.一种免底涂高强度固化快的单组分聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的免底涂高强度固化快的单组分聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于，所述多官能度硅烷偶联剂其分子量在300～1200之间，该偶联剂可水解的烷氧基数量较多，1mol硅烷偶联剂含有6mol～9mol烷氧基，且除烷氧基以外，还含有2mol以上的能与羟基或异氰酸根基团反应的基团，能将硅烷偶联剂引入聚氨酯主链之中。
3.根据权利要求1所述的免底涂高强度固化快的单组分聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于，所述聚醚多元醇与多官能度硅烷偶联剂的摩尔比在1:1～8:1之间。
4.根据权利要求2或3所述的免底涂高强度固化快的单组分聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)包括：将聚醚多元醇加入反应釜中，升温至110～130℃，真空脱水1～2小时，降温至55～65℃，加入二异氰酸酯，随后升温至75～85℃，在干燥氮气保护下反应4～6小时；并将多官能度硅烷偶联剂在反应前期2h内，以稳定流速滴加到反应体系；在nco达到1.8～2.2％，降温至室温出料，得到预聚体。
5.根据权利要求4所述的免底涂高强度固化快的单组分聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)包括：将所述预聚体加入行星搅拌机中，依次加入...
【专利技术属性】
技术研发人员：王有治，潘启英，刘益均，刘峻川，罗晓锋，王天强，
申请(专利权)人：成都硅宝科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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