CN104087231A - 一种端硅烷基改性聚氨酯密封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种端硅烷基改性聚氨酯密封胶及其制备方法，属于粘合剂领域。其特征在于所述密封胶组分的质量份数比例为：端硅烷基改性聚氨酯预聚物20～85份、增塑剂10～200份、除水剂0～5份、填料10～100份、黏附促进剂0～10份、紫外线吸收剂0.1～1.5份、稳定剂0.1～1.5份、催化剂0.01～1.5份。本发明产品的组分配方制备的密封胶对基材适应广，对包括石材、玻璃、木材、金属、塑料等有强的粘接力和密封性，对美化外观起到积极的作用。

Description

一种端硅烷基改性聚氨酯密封胶及其制备方法

技术领域

本发明属于聚氨酯密封胶/粘合剂领域，涉及一种端硅烷基改性聚氨酯密封胶及其制备方法。 

技术背景

目前应用于对外观要求较高的包括石材、玻璃、木材、金属、塑料等的粘接和密封，市面上主要有环氧类密封胶和聚氨酯密封胶。环氧密封胶虽然强度高，但是低温韧性差，且长期暴露在室外，容易氧化开裂、变色，达不到粘接密封的效果，整体外观也受到了极大的影响。聚氨酯密封胶对金属铝合金的粘接力较差，同样不能起到很好的粘接和密封作用。相比于其他有色胶种，透明胶后返修容易清理，对外观影响较小。 

与其他环氧类密封胶和聚氨酯密封胶等相比，端硅烷基改性聚氨酯密封胶具有有机硅和聚氨酯的优点，结构中的Si-O-Si键具有优良的耐候、耐老化和耐化学介质的特性，在-40℃下仍有弹性，对基材适应广，对包括石材、玻璃、木材、金属、塑料等均有较强的粘接力和良好的密封性。随着铝合金对密封胶性能和外观要求越来越高，透明且性能优良的改性密封胶越来越受到了人们的关注。 

发明内容

基于上述现有的环氧密封胶和聚氨酯密封胶存在的问题，本发明提供一种端硅烷基改性聚氨酯密封胶及其制备方法。该方法不仅能有效提高密封胶与门窗的粘接性能和密封性能，具有透明度高、固化速度快、耐候、耐老化等性能特征。 

本发明的目的主要通过下述技术方案实现：一种端硅烷基改性聚氨酯密封胶，密封胶的原料配方按下述质量份计为： 

所述的改性聚氨酯预聚物为市售的端硅烷基改性聚氨酯预聚物，粘度为30000～60000cps，结构为： 

其中R和R’为C1-C6的烷基，R”为带苯环的亚烃基，n为0或者1，m为1～6的整数。 

所述的增塑剂为邻苯二甲酸酯类，包括邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯等或它们的组合物，聚醚多元醇，包括聚醚三醇、聚四氢呋喃二醇、聚醚二醇或它们的组合物。 

所述的除水剂包括含乙烯基官能团硅烷，如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷，或3-丁基-2-(1-乙基戊基)恶唑烷、4-乙基-2(3-甲基丁基)-1,3-恶唑烷、六甲基二硅氮烷、六苯基环三硅氮烷、氯化钙、氯化镁、无水硫酸钠中的一种或两种及多种的组合物。 

所述的填料为气相二氧化硅、沉淀法二氧化硅、玻璃微珠、石英粉、硅微粉、透明粉或它们的组合物。 

所述的黏附促进剂为烷氧基硅烷，包括N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-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-氨丙基三甲氧基硅烷、双(γ-三甲氧甲硅烷基丙基)胺、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、或γ-缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或两种及多种的组合物。 

所述的紫外线吸收剂为2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并***、[2-羟基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮、2-(2'-羟基-3'-特丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并***、癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2'-二羟基-4-甲氧基苯甲酮,2-(2'-羟基-3',5'-二特丁基苯基)-5-氯苯并***、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯、 2-(2-羟基-3,5双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯并***、2-[2,4-双(2,4-二甲苯基)-2-(1,3,5-三嗪基)5-辛氧基苯酚、2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮、2，2'-亚甲基双(6-(2H-苯并***-2-基)-4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚、2-(2H-苯并***-2-基)-6-(十二烷基)-4-甲基苯酚、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、苯并***类，2-(2H-苯并***-2-基)-4,6-二特戊基苯酚、聚{(6-吗啉基-5-三嗪-2,4-二基)(2,2,6,6-四甲基哌啶基)亚胺基六亚甲基[(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]}、2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并***等。 

所述的稳定剂为一般是受阻胺类光稳定剂，包括聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]，N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺与2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪和N-丁基-1-丁胺和N-丁基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶胺的反应产物的聚合物，癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)酯等。 

所述的催化剂包括有机锡类，如二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二丁基二马来酸锡、二醋酸二丁基锡、二(十二烷基硫)二丁基锡或硫醇二辛基锡，或者有机钛类，如四异丙基钛酸酯、四正丁基钛酸酯。 

上述改性聚氨酯密封胶的制备方法，包括以下步骤： 

(1).将填料于120℃下干燥5～20h； 

(2).将端硅烷基改性聚氨酯预聚物20～85份，增塑剂10～200份，紫外线吸收剂0.1～1.5份，稳定剂0.1～1.5份，加入搅拌反应釜中，升温至80～90℃，抽真空，搅拌脱气1～2h； 

(3).降温至60℃以下，停止搅拌和抽真空； 

(4).加入填料10～100份，除水剂0～5份，混合均匀后于80～90℃抽真空，搅拌脱气1～2h； 

(5).将步骤(4)得到的高混料的温度降至50℃以下，充入氮气，加入粘性促进剂0～10份，混合均匀。 

(6).在氮气保护条件下加入催化剂0.01～1.5份，混合均匀； 

(7).抽真空，继续混合均匀； 

(8).充氮气解除真空至常压，出料分包装得到环保型端硅烷基改性聚氨酯密封胶。 

步骤(2)、(3)、(4)、(5)、(6)和(7)所述的搅拌反应釜为行星式捏合机； 

步骤(2)、(4)和(7)中所述的真空条件为0.090±0.005MPa； 

所述的行星式捏合机的操作条件为公转转速50rpm； 

步骤(2)中所述的搅拌反应釜为行星式捏合机，公转转速50rpm，搅拌1～2h； 

步骤(4)中所述的搅拌反应釜为行星式捏合机，公转转速50rpm，搅拌1～2h； 

步骤(5)中所述的搅拌反应釜为行星式捏合机，公转转速50rpm，搅拌15～20min； 

步骤(6)中所述的搅拌反应釜为行星式捏合机，公转转速50rpm，搅拌15～20min。 

本发明制备的端硅烷基改性聚氨酯密封胶对包括石材、玻璃、木材、金属、塑料等有强的粘接力和密封性，透明度高，不影响外观，具有非常好的应用前景。 

具体实施方式

为进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的端硅烷基改性聚氨酯密封胶的制备方法进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。 

实施例1 

将气相二氧化硅置于恒温烘箱中于120℃下干燥20h；将端硅烷基改性聚氨酯预聚物90g、邻苯二甲酸二辛酯60g、2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并***1.35g和癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)酯1.35g加入行星式捏合机中，升温至80～90℃，抽真空至0.090±0.005MPa，搅拌脱气1～2h；降温至60℃以下，停止搅拌和抽真空；分2批次加入气相二氧化硅(70g/次)直到混合均匀，再加入乙烯基三甲氧基硅烷6g，混合均匀后于80～90℃抽真空至0.090±0.005MPa，搅拌脱气1～2h；将得到的高混料的温度降至50℃以下，充入氮气，加入粘性促进剂N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷6g，混合均匀。在氮气保护条件下加入催化剂二月桂酸二丁基锡0.3g，混合均匀；抽真空，继续混合均匀；充氮气解除真空至常压，出料分包装得到端硅烷基改性聚氨酯密封胶。 

表1实施例1中原料组成及质量 

实施例2 

本密封胶的制备方法如实施例1。 

表2实施例2中原料组成及质量 

实施例3 

本密封胶的制备方法如实施例1。 

表3实施例3中原料组成及质量 

实施例4 

本密封胶的制备方法如实施例1。 

表4实施例4中原料组成及质量 

实施例5 

本密封胶的制备方法如实施例1。 

表5实施例5中原料组成及质量 

实施例1～实施例5制备得到的透明端硅烷基改性聚氨酯密封胶通过检测，表6列出了该密封胶的测试结果。 

表6端硅烷基改性聚氨酯密封胶的测试结果比较 

Claims (12)

1.一种端硅烷基改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述密封胶的原料配方按质量份数计为： 

。

2.按权利要求1所述的一种端硅烷基改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的端硅烷基改性聚氨酯预聚物结构为 

其中R和R’为C1-C6的烷基，R”为带苯环的亚烃基，n为0或1，m为1～6的整数。 

3.按权利要求1所述的一种端硅烷基改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的增塑剂为邻苯二甲酸酯类。 

4.按权利要求1或3所述的一种端硅烷基改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的邻苯二甲酸酯类包括邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯等或它们的组合物。 

5.按权利要求1或3所述的一种端硅烷基改性聚氨酯密封胶，其特征在于：聚醚多元醇包括聚醚三醇、聚四氢呋喃二醇、聚醚二醇或它们的组合物。 

6.按权利要求1所述的一种端硅烷基改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的除水剂是乙烯基官能团硅烷类，包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷，或3-丁基-2-(1-乙基戊基)恶唑烷、4-乙基-2-(3-甲基丁基)-1,3-恶唑烷、六甲基二硅氮烷、六苯基环三硅氮烷、氯化钙、氯化镁、无水硫酸钠或它们的混合物。 

7.按权利要求1所述的一种端硅烷基改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的填料是气相法二氧化硅、沉淀法二氧化硅、玻璃微珠、石英粉、硅微粉、透明粉或它们的混合物。 

8.按权利要求1所述的一种端硅烷基改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的黏附促进剂为烷氧基硅烷，包括N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-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-氨丙基三甲氧基硅烷、双(γ-三甲氧甲硅烷基丙基)胺、巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷或它们的混合物。 

9.按权利要求1所述的一种端硅烷基改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的紫外线吸收剂为2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并***、[2-羟基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮、2-(2'-羟基-3'-特丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并***、癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2'-二羟基-4-甲氧基苯甲酮,2-(2'-羟基-3',5'-二特丁基苯基)-5-氯苯并***、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯、2-(2-羟基-3,5双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯并***、2-[2,4-双(2,4-二甲苯基)-2-(1,3,5-三嗪基)5-辛氧基苯酚、2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮、2，2'-亚甲基双(6-(2H-苯并***-2-基)-4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚、2-(2H-苯并***-2-基)-6-(十二烷基)-4-甲基苯酚、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、苯并***类，2-(2H-苯并***-2-基)-4,6-二特戊基苯酚、聚{(6-吗啉基-5-三嗪-2,4-二基)(2,2,6,6-四甲基哌啶基)亚胺基六亚甲基[(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]}、2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并***等。 

10.按权利要求1所述的一种端硅烷基改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的稳定剂为一般是受阻胺类光稳定剂，包括聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]，N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺与2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪和N-丁基-1-丁胺和N-丁基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶胺的反应产物的聚合物，癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)酯等。 

11.按权利要求1所述的一种端硅烷基改性聚氨酯密封胶，其特征在于：所述的催化剂为有机锡类，包括 二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二丁基二马来酸锡、二醋酸二丁基锡、二(十二烷基硫)二丁基锡或硫醇二辛基锡，或者有机钛类，包括四异丙基钛酸酯、四正丁基钛酸酯。 

12.一种端硅烷基改性聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于：按以下工艺步骤进行： 

(1).将填料于120℃下干燥5～20h； 

(2).将端硅烷基改性聚氨酯预聚物20～85份，增塑剂10～200份，紫外线吸收剂0.1～1.5份，稳定剂0.1～1.5份，加入搅拌反应釜中，升温至80～90℃，抽真空，搅拌脱气1～2h；(3).降温至60℃以下，停止搅拌和抽真空； 

(4).加入经过120℃干燥15～20h处理后的填料10～100份，除水剂0～5份，混合均匀后于80～90℃抽真空，搅拌脱气1～2h； 

(5).将步骤(4)得到的高混料的温度降至50℃以下，充入氮气，加入粘性促进剂0～10份，混合均匀。 

(6).在氮气保护条件下加入催化剂0.01～1.5份，混合均匀； 

(7).抽真空，继续混合均匀； 

(8).充氮气解除真空至常压，出料分包装得到透明端硅烷基改性聚氨酯密封胶。