CN101818040A - 快速固化单组份聚氨酯密封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密封胶，尤其是一种快速固化单组份聚氨酯密封胶及其制备方法。快速固化单组份聚氨酯密封胶，其特征在于其组成包括含有端硅烷基聚氨酯预聚物30％-60％，硅烷偶联粘附促进剂0.2％-5％，催化剂0.301％-0.35％，增塑剂10％-40％，填料10％-60％，抗氧化剂0.05％-1％，上述各个组份的含量以质量百分含量计。本发明的快速固化单组份聚氨酯密封胶表干快、固化速度快、不受环境温度、湿度影响、交联密度高、伸长率高、粘接强度好，无溶剂、环保，对金属、陶瓷、玻璃、硅石PVC、ABC、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯等基材具备优异的粘接性能。

Description

快速固化单组份聚氨酯密封胶及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种密封胶，尤其是一种快速固化单组份聚氨酯密封胶及其制备方法

背景技术：

在汽车和其它车辆车窗和风挡玻璃装配工艺中，一般采用把聚氨酯密封胶涂在玻璃的边缘和车体窗框表面，然后把玻璃粘接到车体上。目前普遍采用以聚氨酯预聚物作为主要成份的单组湿固化聚氨酯密封胶，其中的聚氨酯预聚物是由多元醇化合物和过量的异氰酸酯聚合反应生成，因为此方法生成的聚氨酯密封胶含有游离态的NCO基团与空气的水反应固化而进行固化粘接玻璃，它对施工现场的湿度、温度极度敏感，高温高湿度，密封胶固化快否则固化较慢，由于我国四季明显，施工现场温度和湿度变化很大，而且现代汽车生产厂商又是流水线作业，对温度、湿度敏感的单组份湿固化聚氨酯弹性密封胶已不适应现代汽车玻璃流水线作业的要求。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是克服上述背景技术的不足，提供一种不受施工现场温度、湿度影响而速快固化粘接的快速固化单组份聚氨酯密封胶

本发明提供的技术方案是：

快速固化单组份聚氨酯密封胶，其组成包括含有端硅烷基聚氨酯预聚物30％-60％，硅烷偶联粘附促进剂0.2％-5％，催化剂0.301％-0.35％，增塑剂10％-40％，填料10％-60％，抗氧化剂0.05％-1％，上述各个组份的含量以质量百分含量计。

优选的，硅烷偶联粘附促进剂选用N-乙烯苄基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，催化剂采用二乙酸二丁基锡、钛酸酯复合催化剂，增塑剂选用邻苯二甲酸二辛酯，填料选用滑石粉、活性氧化钙、炭黑、气相二氧化硅、轻质碳酸钙，抗氧化剂选用对苯二胺；快速固化单组份聚氨酯密封胶配方为：端硅烷基聚氨酯预聚物42kg，滑石粉5kg，轻质碳酸钙10kg，活性氧化钙1kg，炭黑18kg，气相二氧化硅3kg，邻苯二甲酸二辛酯19kg，N-乙烯苄基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷0.3kg，对苯二胺0.2kg，钛酸酯0.4kg，二乙酸二丁基锡0.08kg。

优选的，端硅烷基聚氨酯预聚物是用官能基硅烷对端NCO基聚氨酯预聚物进行封端反应而得到，端NCO基聚氨酯预聚物是用多元醇化合物和异氰酸酯化合物反应生成，官能基硅烷包括N-苯基γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、双(γ-三甲氧甲硅烷基丙基)胺、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ氨丙基三乙氧基硅烷、γ-硫基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷。

优选的，多元醇化合物是从聚醚多元醇、聚酯多元醇，其他主链含有C-C的端羧基化合物中任选一种或几种组合，异氰酸酯化合物是从甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛酮尔二异氰酸酯，1-6-己二异氰酸酯中任选一种或几种组合。

优选的，硅烷偶联粘附促进剂是从γ-甲基丙烯酰氧丙基甲氧基硅烷、三氨基硅烷、N-N-双[3-(三甲氧甲硅烷基)丙基]胺、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲基二甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨异丁基甲基二甲氧基硅烷、疏基丙基三甲氧基硅烷、γ氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-乙烯苄基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中任选一种或几种组合。

优选的，催化剂采用二乙酸二丁基锡、钛酸酯复合催化剂；其中二乙酸二丁基锡含量为快速固化单组份聚氨酯密封胶总质量的0.001％-0.5％，钛酸酯含量为快速固化单组份聚氨酯密封胶总质量的0.3％-3％。

优选的，增塑剂是从邻苯二甲酸酯类、烷基磺酸酯类、氯化石蜡中任选一种或几种组合。

优选的，选用活性氧化钙、硅微粉、轻质碳酸钙、碳黑、PVC树脂、滑石粉、钛白粉、真空玻璃微球、高岭土中任选一种或几种混合成填料。

所述快速固化单组份聚氨酯密封胶的制备方法，包括如下步骤：

1)取多元醇化合物加入真空反应釜中，让多元醇化合物在110℃的真空环境下脱水2小时，使多元醇化合物中的水分不大于0.01％，然后将真空反应釜内的物料温度降至50℃后，加入异氰酸酯化合物，在氮气保护下，搅拌均匀，加热至82℃，让多元醇化合物和异氰酸酯化合物反应4小时，得到端NCO基聚氨酯预聚物；

2)将端NCO基聚氨酯预聚物加入真空反应釜内加热到50℃，在氮气保护下加入官能基硅烷搅拌反应物料慢慢升至到70℃，反应1小时后出现适度冒泡和轻度放热的现象，此时开始对体系的NCO基含量进行滴定分析，一直反应到滴定表示不存在游离的NCO基为止，然后降温、出料、完成合成；

3)在室温下向双行星搅拌釜中顺序加入端硅烷基聚氨酯预聚物，硅烷偶联粘附促进剂，催化剂，增塑剂，填料，抗氧化剂，在真空保护下混合均匀、降温至30℃，加入催化剂，搅拌均匀，可得到有触变性的快速固化单组份聚氨酯密封胶。

优选的，快速固化单组份聚氨酯密封胶的制备方法，包括如下步骤：

1)取85kg的聚醚三元醇(平均分子量4500)加入真空反应釜中，让聚醚三元醇在110℃以真空环境下脱水2小时，使聚醚三元醇中的水分不大于0.01％，然后将真空反应釜内的温度降至50℃后，加入15kg二苯基甲烷二异氰酸酯，在氮气保护下，搅拌均匀，加热至82℃，让聚醚三元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯反应4小时，得到端NCO基聚氨酯预聚物；

2)将102kg端NCO基聚氨酯预聚物加入真空反应釜内加热到50℃，在氮气保护下加入34kgγ-氨丙基三甲氧基硅烷搅拌反应物料慢慢升至到70℃，反应1小时后出现适度冒泡和轻度放热的现象，此时开始对体系的NCO基含量进行滴定分析，一直反应到滴定表示不存在游离的NCO基为止，然后降温、出料、完成合成；

3)在室温下向双行星搅拌釜中顺序加入42kg端硅烷基聚氨酯预聚物，5kg滑石粉，10kg轻质碳酸钙，1kg活性氧化钙，18kg炭黑，3kg气相二氧化硅，19kg邻苯二甲酸二辛酯，N-乙烯苄基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷0.3kg，对苯二胺0.2kg，在真空保护下混合均匀、降温至30℃，加入0.4kg钛酸酯和二乙酸二丁基锡80g，搅拌均匀，可得到有触变性的快速固化单组份聚氨酯密封胶。

本发明的快速固化单组份聚氨酯密封胶表干快、固化速度快、、不受环境温度、湿度影响、交联密度高、伸长率高、粘接强度好，无溶剂、环保，对金属、陶瓷、玻璃、硅石PVC、ABC、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯等基材具备优异的粘接性能，可用于汽车制造业、运输业、建筑业、设备制造业等工业领域，尤其适合流水线作业的汽车业的车窗和风挡玻璃的粘接装配。

具体实施方式

端NCO基聚氨酯预聚物的制备方法：

取85kg的聚醚三元醇(平均分子量4500)加入真空反应釜中，让聚醚三元醇在110℃以真空环境下脱水2小时，使聚醚三元醇中的水分不大于0.01％，然后将真空反应釜内的温度降至50℃后，加入15kg二苯基甲烷二异氰酸酯，在氮气保护下，搅拌均匀，加热至82℃，让聚醚三元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯反应4小时，得到一种端NCO基聚氨酯预聚物。

端硅烷基聚氨酯预聚物的制备方法：

将102kg端NCO基聚氨酯预聚物加入真空反应釜内加热到50℃，在氮气保护下加入34kgγ-氨丙基三甲氧基硅烷搅拌反应物料慢慢升至到70℃，反应1小时后出现适度冒泡和轻度放热的现象，此时开始对体系的NCO基含量进行滴定。一直反应到滴定表示不存在游离的NCO基为止。然后降温、出料、完成合成。

快速固化单组份聚氨酯密封胶制备方法：

在室温下向双行星搅拌釜中顺序加入42kg端硅烷基聚氨酯预聚物，5kg滑石粉，10kg轻质碳酸钙，1kg活性氧化钙，18kg炭黑，3kg气相二氧化硅，，19kg邻苯二甲酸二辛酯，N-乙烯苄基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷0.3kg，对苯二胺0.2kg，在真空保护下混合均匀、降温至30℃，加入0.4kg钛酸酯和二乙酸二丁基锡80g，搅拌均匀，可得到有触变性的快速固化单组份聚氨酯密封胶。

Claims (10)

1.快速固化单组份聚氨酯密封胶，其特征在于其组成包括含有端硅烷基聚氨酯预聚物30％-60％，硅烷偶联粘附促进剂0.2％-5％，催化剂0.301％-0.35％，增塑剂10％-40％，填料10％-60％，抗氧化剂0.05％-1％，上述各个组份的含量以质量百分含量计。

2.根据权利要求1所述快速固化单组份聚氨酯密封胶，其特征在于，

硅烷偶联粘附促进剂选用N-乙烯苄基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，催化剂采用二乙酸二丁基锡、钛酸酯复合催化剂，增塑剂选用邻苯二甲酸二辛酯，填料选用滑石粉、活性氧化钙、炭黑、气相二氧化硅、轻质碳酸钙，抗氧化剂选用对苯二胺；

快速固化单组份聚氨酯密封胶配方为：端硅烷基聚氨酯预聚物42kg，滑石粉5kg，轻质碳酸钙10kg，活性氧化钙1kg，炭黑18kg，气相二氧化硅3kg，邻苯二甲酸二辛酯19kg，N-乙烯苄基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷0.3kg，对苯二胺0.2kg，钛酸酯0.4kg，二乙酸二丁基锡0.08kg。

3.根据权利要求1或2所述快速固化单组份聚氨酯密封胶，其特征在于，端硅烷基聚氨酯预聚物是用官能基硅烷对端NCO基聚氨酯预聚物进行封端反应而得到，端NCO基聚氨酯预聚物是用多元醇化合物和异氰酸酯化合物反应生成，官能基硅烷包括N-苯基γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、双(γ-三甲氧甲硅烷基丙基)胺、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ氨丙基三乙氧基硅烷、γ-硫基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷。

4.根据权利要求3所述快速固化单组份聚氨酯密封胶，其特征在于，多元醇化合物是从聚醚多元醇、聚酯多元醇，其他主链含有C-C的端羧基化合物中任选一种或几种组合，异氰酸酯化合物是从甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛酮尔二异氰酸酯，1-6-己二异氰酸酯中任选一种或几种组合。

5.根据权利要求1所述快速固化单组份聚氨酯密封胶，其特征在于，硅烷偶联粘附促进剂是从γ-甲基丙烯酰氧丙基甲氧基硅烷、三氨基硅烷、N-N-双[3-(三甲氧甲硅烷基)丙基]胺、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲基二甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨异丁基甲基二甲氧基硅烷、疏基丙基三甲氧基硅烷、γ氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-乙烯苄基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中任选一种或几种组合。

6.根据权利要求1所述快速固化单组份聚氨酯密封胶，其特征在于，催化剂采用二乙酸二丁基锡、钛酸酯复合催化剂；其中二乙酸二丁基锡含量为快速固化单组份聚氨酯密封胶总质量的0.001％-0.5％，钛酸酯含量为快速固化单组份聚氨酯密封胶总质量的0.3％-3％。

7.根据权利要求1所述快速固化单组份聚氨酯密封胶，其特征在于，增塑剂是从邻苯二甲酸酯类、烷基磺酸酯类、氯化石蜡中任选一种或几种组合。

8.根据权利要求1所述快速固化单组份聚氨酯密封胶，其特征在于，选用活性氧化钙、硅微粉、轻质碳酸钙、碳黑、PVC树脂、滑石粉、钛白粉、真空玻璃微球、高岭土中任选一种或几种混合成填料。

9.如权利要求1所述快速固化单组份聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)取多元醇化合物加入真空反应釜中，让多元醇化合物在110℃的真空环境下脱水2小时，使多元醇化合物中的水分不大于0.01％，然后将真空反应釜内的物料温度降至50℃后，加入异氰酸酯化合物，在氮气保护下，搅拌均匀，加热至82℃，让多元醇化合物和异氰酸酯化合物反应4小时，得到端NCO基聚氨酯预聚物；

2)将端NCO基聚氨酯预聚物加入真空反应釜内加热到50℃，在氮气保护下加入官能基硅烷搅拌反应物料慢慢升至到70℃，反应1小时后出现适度冒泡和轻度放热的现象，此时开始对体系的NCO基含量进行滴定分析，一直反应到滴定表示不存在游离的NCO基为止，然后降温、出料、完成合成；

3)在室温下向双行星搅拌釜中顺序加入端硅烷基聚氨酯预聚物，硅烷偶联粘附促进剂，催化剂，增塑剂，填料，抗氧化剂，在真空保护下混合均匀、降温至30℃，加入催化剂，搅拌均匀，可得到有触变性的快速固化单组份聚氨酯密封胶。

10.如权利要求9所述快速固化单组份聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)取85kg的聚醚三元醇(平均分子量4500)加入真空反应釜中，让聚醚三元醇在110℃以真空环境下脱水2小时，使聚醚三元醇中的水分不大于0.01％，然后将真空反应釜内的温度降至50℃后，加入15kg二苯基甲烷二异氰酸酯，在氮气保护下，搅拌均匀，加热至82℃，让聚醚三元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯反应4小时，得到端NCO基聚氨酯预聚物；

2)将102kg端NCO基聚氨酯预聚物加入真空反应釜内加热到50℃，在氮气保护下加入34kgγ-氨丙基三甲氧基硅烷搅拌反应物料慢慢升至到70℃，反应1小时后出现适度冒泡和轻度放热的现象，此时开始对体系的NCO基含量进行滴定分析，一直反应到滴定表示不存在游离的NCO基为止，然后降温、出料、完成合成；

3)在室温下向双行星搅拌釜中顺序加入42kg端硅烷基聚氨酯预聚物，5kg滑石粉，10kg轻质碳酸钙，1kg活性氧化钙，18kg炭黑，3kg气相二氧化硅，19kg邻苯二甲酸二辛酯，N-乙烯苄基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷0.3kg，对苯二胺0.2kg，在真空保护下混合均匀、降温至30℃，加入0.4kg钛酸酯和二乙酸二丁基锡80g，搅拌均匀，可得到有触变性的快速固化单组份聚氨酯密封胶。