CN105505282A - 一种快干型聚氨酯密封胶及其制备方法 - Google Patents

一种快干型聚氨酯密封胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种快干型聚氨酯密封胶，包括主料A和固化剂B，其中，所述主料A由以下重量份的原料组成：两官能度聚醚多元醇25-35份，三官能度聚醚多元醇0-5份，邻苯二甲酸二辛酯25-35份，二月桂酸二丁基锡0.5-1份，碳酸钙30-40份，疏水改性气相二氧化硅5-10份，抗氧剂0-0.5份，紫外线吸收剂0-0.5份，氧化铁黑1-2份；所述固化剂B由以下重量份的原料组成：二苯基甲烷二异氰酸酯25-35份，聚氧化丙烯二醇55-75份，三官能度聚醚多元醇15-25份，二月桂酸二丁基锡0-0.5份；使用时，将主料A和固化剂B按重量比3:1混合均匀使用。本发明的聚氨酯密封胶能够快速干燥，同时具有较好的拉伸强度和破坏伸长率，综合机械性能优良，适于需要快速固化的场合使用。

Description

一种快干型聚氨酯密封胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯防水材料技术领域，具体涉及一种快干型聚氨酯密封胶及其制备方法。
背景技术
聚氨酯密封胶是以聚氨酯橡胶及聚氨酯预聚体为主要成分的密封胶。聚氨酯密封胶广泛用于建筑物、广场、公路作为嵌缝密封材料，以及汽车制造、玻璃安装、电子灌装、潜艇和火箭等的密封。聚氨酯密封胶的主要作用是防止雨水通过混凝土构件接缝渗入内部，避免水分在寒冷条件下对混凝土构件产生冻胀破坏。
聚氨酯密封胶用作高速铁路嵌缝密封材料时，由于高速铁路投入正常运行后，可供维护修补施工的时间极短，其要求施工材料要在短时间内凝胶固化，否则将会影响车辆的正常运行。现行的聚氨酯密封胶的快干性较差，表干时间通常在3小时左右，固化速度则为3-6mm/24h。这种固化速度很难满足高速铁路对快速维护的需要，不利于高速铁路的后期维护。
发明内容
本发明的目的就是针对现有聚氨酯密封胶的不足，提供一种能够快速固化且综合机械性能优良的聚氨酯密封胶及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种快干型聚氨酯密封胶，包括主料A和固化剂B，其中，
所述主料A由以下重量份的原料组成：两官能度聚醚多元醇25-35份，三官能度聚醚多元醇0-5份，邻苯二甲酸二辛酯25-35份，二月桂酸二丁基锡0.5-1份，碳酸钙30-40份，疏水改性气相二氧化硅5-10份，抗氧剂0-0.5份，紫外线吸收剂0-0.5份，氧化铁黑1-2份；
所述固化剂B由以下重量份的原料组成：二苯基甲烷二异氰酸酯25-35份，聚氧化丙烯二醇55-75份，三官能度聚醚多元醇15-25份，二月桂酸二丁基锡0-0.5份；
使用时，将主料A和固化剂B按重量比3:1混合均匀使用。
优选地，所述主料A由以下重量份的原料组成：两官能度聚醚多元醇28-32份，三官能度聚醚多元醇3-5份，邻苯二甲酸二辛酯27-32份，二月桂酸二丁基锡0.5-0.8份，碳酸钙30-35份，疏水改性气相二氧化硅7-9份，抗氧剂0-0.3份，紫外线吸收剂0-0.3份，氧化铁黑1.5-2份；
所述固化剂B由以下重量份的原料组成：二苯基甲烷二异氰酸酯25-30份，聚氧化丙烯二醇55-65份，三官能度聚醚多元醇15-20份，二月桂酸二丁基锡0.3-0.5份。
优选地，所述主料A由以下重量份的原料组成：两官能度聚醚多元醇29份，三官能度聚醚多元醇3.2份，邻苯二甲酸二辛酯27份，二月桂酸二丁基锡0.6份，碳酸钙31份，疏水改性气相二氧化硅7份，抗氧剂0.2份，紫外线吸收剂0.2份，氧化铁黑1.8份；
所述固化剂B由以下重量份的原料组成：二苯基甲烷二异氰酸酯29.6份，聚氧化丙烯二醇55份，三官能度聚醚多元醇15份，二月桂酸二丁基锡0.4份。
优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
更优选地，所述受阻酚类抗氧剂是四[β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
优选地，所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
本发明还提供一种制备所述快干型聚氨酯密封胶的方法，包括如下步骤：
(1)主料A的制备
步骤一、将聚醚多元醇及邻苯二甲酸二辛酯加入搅拌釜，对搅拌釜抽真空并加热至110℃脱水2小时；
步骤二、降温至70℃以下，加入碳酸钙、抗氧剂、紫外线吸收剂、氧化铁黑及二月桂酸二丁基锡，充分搅拌；
步骤三、加入疏水改性气相二氧化硅混合均匀，过滤包装，即可得到主料A；
(2)固化剂B的制备
步骤一、将聚氧化丙烯二醇及三官能度聚醚多元醇在105℃下真空脱水2小时；
步骤二、降温至35-45℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯及二月桂酸二丁基锡混合均匀，升温至75-85℃反应2小时；
步骤三、降温，过滤包装，即可得到固化剂B；
(3)将主料A、B组分按重量比3:1比例混合均匀，即可得到所述聚氨酯密封胶。
本发明的聚氨酯密封胶包括主料和固化剂两部分。其中，固化剂用于增进或控制固化反应——聚氨酯固化是经过缩合、闭环、加成或催化等化学反应，固化是通过添加固化(交联)剂来完成的。
本发明的聚氨酯密封胶能够实现快干的机理在于：本发明的主料和固化剂中均包含适当含量的二月桂酸二丁基锡，用作聚氨酯合成的催化剂。二月桂酸二丁基锡中呈+2价的锡离子具有两个空轨道，容易与一些具有孤对电子的物质发生配位络合，通过络合结构的生成以及解络合，实现对NCO/OH的催化，促使-OH与-NCO集团反应后形成固化网络，从而实现聚氨酯的快速固化。
此外，本发明通过不同官能度聚醚多元醇的合理配比，可以实现聚氨酯的弹性指标和强度指标的合理平衡，在保证弹性良好的前提下同时具有较高强度；本发明主料中的邻苯二甲酸二辛酯，起到增塑剂的作用，通过添加邻苯二甲酸二辛酯，聚氨酯密封胶的伸长率和柔韧性都得到提高，低温柔软性显著提升；本发明主料中的疏水改性气相二氧化硅可以提高聚氨酯密封胶的强度和延伸率。本发明的主料中还包括作为填料的碳酸钙、用于阻止聚合物的老化并延长其使用寿命的抗氧剂、用于防止紫外线破坏的紫外线吸收剂以及作为颜料的氧化铁黑。
本发明的聚氨酯密封胶能够快速干燥，其表干时间小于120min，12mm厚的该聚氨酯密封胶的固化时间不超过2小时；同时具有较好的拉伸强度和破坏伸长率，综合机械性能优良，适于需要快速固化的场合使用。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
一种快干型聚氨酯密封胶，包括主料A和固化剂B，其中，
所述主料A由以下重量份的原料组成：两官能度聚醚多元醇29份，三官能度聚醚多元醇3.2份，邻苯二甲酸二辛酯27份，二月桂酸二丁基锡0.6份，碳酸钙31份，疏水改性气相二氧化硅7份，抗氧剂0.2份，紫外线吸收剂0.2份，氧化铁黑1.8份；
所述固化剂B由以下重量份的原料组成：二苯基甲烷二异氰酸酯29.6份，聚氧化丙烯二醇55份，三官能度聚醚多元醇15份，二月桂酸二丁基锡0.4份。
使用时，将主料A和固化剂B按重量比3:1比例混合均匀即可。
本实施例的快干型聚氨酯密封胶的制备方法如下：
(1)主料A的制备
步骤一、将29g两官能度聚醚多元醇、3.2g三官能度聚醚多元醇及27g邻苯二甲酸二辛酯加入搅拌釜，对搅拌釜抽真空并加热至110℃脱水2小时；
步骤二、降温至低于70℃，加入31g碳酸钙、0.2g抗氧剂、0.2g紫外线吸收剂、1.8g氧化铁黑及0.6g二月桂酸二丁基锡，充分搅拌；
步骤三、加入7g疏水改性气相二氧化硅混合均匀，过滤包装，即可得到主料A；
(2)固化剂B的制备
步骤一、将55g聚氧化丙烯二醇及15g三官能度聚醚多元醇在105℃下真空脱水2小时；
步骤二、降温至35-45℃，加入29.6g二苯基甲烷二异氰酸酯及0.4g二月桂酸二丁基锡混合均匀，升温至75-85℃反应2小时；
步骤三、降温，过滤包装，即可得到固化剂B；
(3)将主料A和固化剂B按重量比3:1比例混合均匀即可得到所述快干型聚氨酯密封胶。
其中，抗氧剂采用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；紫外线吸收剂采用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
实施例2
一种快干型聚氨酯密封胶，包括主料和固化剂，其中，
所述主料A由以下重量份的原料组成：两官能度聚醚多元醇27份，三官能度聚醚多元醇1.8份，邻苯二甲酸二辛酯26份，二月桂酸二丁基锡0.9份，碳酸钙37份，疏水改性气相二氧化硅6份，抗氧剂0.4份，紫外线吸收剂0.4份，氧化铁黑1.2份；
所述固化剂B由以下重量份的原料组成：二苯基甲烷二异氰酸酯32份，聚氧化丙烯二醇68份，三官能度聚醚多元醇21份，二月桂酸二丁基锡0.15份。
本实施例的快干型聚氨酯密封胶的制备方法同实施例1。
实施例3
一种快干型聚氨酯密封胶，包括主料和固化剂，其中，
所述主料A由以下重量份的原料组成：两官能度聚醚多元醇33份，三官能度聚醚多元醇2.5份，邻苯二甲酸二辛酯33份，二月桂酸二丁基锡0.85份，碳酸钙38份，疏水改性气相二氧化硅9.5份，抗氧剂0.35份，紫外线吸收剂0.45份，氧化铁黑1.1份；
所述固化剂B由以下重量份的原料组成：二苯基甲烷二异氰酸酯33份，聚氧化丙烯二醇72份，三官能度聚醚多元醇23份，二月桂酸二丁基锡0.25份。
本实施例的快干型聚氨酯密封胶的制备方法同实施例1。
实施例4
一种快干型聚氨酯密封胶，包括主料和固化剂，其中，
所述主料A由以下重量份的原料组成：两官能度聚醚多元醇28份，三官能度聚醚多元醇3份，邻苯二甲酸二辛酯27份，二月桂酸二丁基锡0.5份，碳酸钙30份，疏水改性气相二氧化硅7份，抗氧剂0.15份，紫外线吸收剂0.15份，氧化铁黑1.5份；
所述固化剂B由以下重量份的原料组成：二苯基甲烷二异氰酸酯25份，聚氧化丙烯二醇55份，三官能度聚醚多元醇15份，二月桂酸二丁基锡0.3份。
本实施例的快干型聚氨酯密封胶的制备方法同实施例1。
实施例5
一种快干型聚氨酯密封胶，包括主料和固化剂，其中，
所述主料A由以下重量份的原料组成：两官能度聚醚多元醇32份，三官能度聚醚多元醇6份，邻苯二甲酸二辛酯32份，二月桂酸二丁基锡0.8份，碳酸钙35份，疏水改性气相二氧化硅9份，抗氧剂0.3份，紫外线吸收剂0.3份，氧化铁黑2份；
所述固化剂B由以下重量份的原料组成：二苯基甲烷二异氰酸酯30份，聚氧化丙烯二醇65份，三官能度聚醚多元醇20份，二月桂酸二丁基锡0.5份。
本实施例的快干型聚氨酯密封胶的制备方法同实施例1。
对实施例1-5制备的聚氨酯密封胶进行性能测试，其结果如表1所示：
表1：聚氨酯密封胶性能测试结果
实施例序号 拉伸强度/MPa 破坏伸长率/% 表干时间/min 12mm厚的固化时间/min
1 0.69 618 33 105
2 0.7 613 34 107
3 0.71 610 36 110
4 0.69 616 37 113
5 0.73 607 37 114
其中，拉伸强度和破坏伸长率的测试均采用GB/T13477.8-2002的方法进行检测。由测试结果可以看出，本发明实施例的聚氨酯密封胶其表干时间和固化时间都远远小于现有的聚氨酯密封胶的相关特征值，且其拉伸强度和破坏伸长率性能优异，综合机械性能优良。
以上实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种快干型聚氨酯密封胶，包括主料A和固化剂B，其特征在于，
所述主料A由以下重量份的原料组成：两官能度聚醚多元醇25-35份，三官能度聚醚多元醇0-5份，邻苯二甲酸二辛酯25-35份，二月桂酸二丁基锡0.5-1份，碳酸钙30-40份，疏水改性气相二氧化硅5-10份，抗氧剂0-0.5份，紫外线吸收剂0-0.5份，氧化铁黑1-2份；
所述固化剂B由以下重量份的原料组成：二苯基甲烷二异氰酸酯25-35份，聚氧化丙烯二醇55-75份，三官能度聚醚多元醇15-25份，二月桂酸二丁基锡0-0.5份；
使用时，将主料A和固化剂B按重量比3:1混合均匀使用。
2.根据权利要求1所述的一种快干型聚氨酯密封胶，其特征在于，
所述主料A由以下重量份的原料组成：两官能度聚醚多元醇28-32份，三官能度聚醚多元醇3-5份，邻苯二甲酸二辛酯27-32份，二月桂酸二丁基锡0.5-0.8份，碳酸钙30-35份，疏水改性气相二氧化硅7-9份，抗氧剂0-0.3份，紫外线吸收剂0-0.3份，氧化铁黑1.5-2份；
所述固化剂B由以下重量份的原料组成：二苯基甲烷二异氰酸酯25-30份，聚氧化丙烯二醇55-65份，三官能度聚醚多元醇15-20份，二月桂酸二丁基锡0.3-0.5份。
3.根据权利要求2所述的一种快干型聚氨酯密封胶，其特征在于，
所述主料A由以下重量份的原料组成：两官能度聚醚多元醇29份，三官能度聚醚多元醇3.2份，邻苯二甲酸二辛酯27份，二月桂酸二丁基锡0.6份，碳酸钙31份，疏水改性气相二氧化硅7份，抗氧剂0.2份，紫外线吸收剂0.2份，氧化铁黑1.8份；
所述固化剂B由以下重量份的原料组成：二苯基甲烷二异氰酸酯29.6份，聚氧化丙烯二醇55份，三官能度聚醚多元醇15份，二月桂酸二丁基锡0.4份。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种快干型聚氨酯密封胶，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
5.根据权利要求4所述的一种快干型聚氨酯密封胶，其特征在于：所述受阻酚类抗氧剂是四[β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种快干型聚氨酯密封胶，其特征在于：所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
7.一种如权利要求1-3任意一项所述的快干型聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)主料A的制备
步骤一、将聚醚多元醇及邻苯二甲酸二辛酯加入搅拌釜，对搅拌釜抽真空并加热至110℃脱水2小时；
步骤二、降温至70℃以下，加入碳酸钙、抗氧剂、紫外线吸收剂、氧化铁黑及二月桂酸二丁基锡，充分搅拌；
步骤三、加入疏水改性气相二氧化硅混合均匀，过滤包装，即可得到主料A；
(2)固化剂B的制备
步骤一、将聚氧化丙烯二醇及三官能度聚醚多元醇在105℃下真空脱水2小时；
步骤二、降温至35-45℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯及二月桂酸二丁基锡混合均匀，升温至75-85℃反应2小时；
步骤三、降温，过滤包装，即可得到固化剂B；
(3)将主料A、B组分按重量比3:1比例混合均匀，即可得到所述聚氨酯密封胶。
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