CN108485583A - 多用途阻燃胶及其制备方法、应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多用涂胶，主要由分子量为50‑600的聚醚多元醇和分子量为1000‑20000的聚醚多元醇和聚酯通过催化剂聚合而成聚醚预聚体、填充料、助剂组成。本发明还公开一种多用途阻燃胶，主要由聚醚预聚体、阻燃复合物、助剂组成，该产品无溶剂，环保低毒，耐超低温、粘结强度高，氧指数高、阻燃性好，不含国际化工化学协会规定的″禁止使用″和″限制使用″类化学原料，适用于各种极性和非极性的基材粘结和密封。

Description

多用途阻燃胶及其制备方法、应用
技术领域
本发明属于粘结剂的技术领域，尤其涉及一种多用途阻燃胶及其制备方法、应用。
背景技术
阻燃胶是将无机原料经高温高压聚合后形成的一种无机高分子粘接剂，主要用于工业生产中的各种结构性粘接密封等。目前市场上的阻燃胶大部分是专胶专用，即一种阻燃胶只适用于一类具体的工业生产领域的粘接，而多用途的阻燃胶种类相对少，且现有多用途的阻燃胶在粘接强度、氧指数、适用温度范围、毒性、环境友好等性能仍需进一步提高。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种多用途胶，无溶剂、单组份环保低毒材料，耐超低温，具有极佳的粘结强度，适用于各种极性和非极性基材粘结。
本发明的另一个目的是提出一种多用途阻燃胶，不仅具备多用途胶无溶剂、单组份环保低毒材料，耐超低温，具有极佳的粘结强度，而且具有氧指数高，阻燃性好的优点。
本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：
一种多用途胶，主要由聚醚预聚体、填充料、助剂组成，所述聚醚预聚体主要由聚醚多元醇和聚酯通过催化剂聚合而成，所述聚醚多元醇选自分子量为50-600的聚醚多元醇和分子量为1000-20000的聚醚多元醇。
优选地，按重量份计，主要由聚醚预聚体46-55份、填充料40-50份、助剂2-10份组成。
优选地，所述助剂包括抗氧化剂，所述催化剂为纯MDI，所述聚醚多元醇与所述聚酯的重量比为80-90∶10-20。
一种多用途阻燃胶，主要由上述的聚醚预聚体、阻燃复合物、上述的助剂组成。
优选地，按重量份计，包括聚醚预聚体46-50份、阻燃复合物40-50份、助剂2-9份。
优选地，所述阻燃复合物包括TPU专用无卤阻燃剂、磷类阻燃剂、高效阻燃剂FR707中的一种或多种。
优选地，按重量份比计，所述阻燃复合物包括TPU专用无卤阻燃剂18-22份、磷类阻燃剂18-22份、高效阻燃剂3-5份，优选地，所述TPU专用无卤阻燃剂与所述磷类阻燃剂的用量比为1∶1。
优选地，所述TPU专用无卤阻燃剂选自FR301TPU专用无卤阻燃剂、Doher-8313TPU专用无卤阻燃剂、YYFR-007A TPU专用无卤阻燃剂、HT-219TPU专用无卤阻燃剂；
所述磷类阻燃剂选自长链聚磷酸铵，优选地，所述长链聚磷酸铵选自PreniphorTMEPFR-APP222H。
一种多用途阻燃胶的制备方法，包括如下步骤：1)合成聚醚预聚体；2)将阻燃复合物125-135℃烘烤、抽真空2.8-3.2h，降至常温，出料，添加聚醚预聚体、助剂，50-60℃抽真空0.8-1.2h，混合搅拌0.8-1.2h，即得。
一种多用途阻燃胶的应用，所述多用途阻燃胶适用于舰、船舱室舾装的粘接；、适用于-196℃-100℃条件下的工业设备金属与非金属材料连接处的粘接；适用于房屋装饰材料等基材的粘接；适用于多种极性基材粘结和密封。
与现有技术相比，本发明提供的一种多用途阻燃胶及其制备方法、应用，达到的技术效果是：本发明属于无溶剂、单组份环保低毒材料，耐超低温(-196℃--40℃)、具有极佳的粘结强度，氧指数高、阻燃性好；
本发明不含国际化工化学协会规定的″禁止使用″和″限制使用″类化学原料；
该多用途阻燃胶具有较好的抗水解性和较优的耐老化性能，且该阻燃胶膜完全固化后能达到隔水、防渗功能；对人体无过敏、无有害刺激性异味挥发，施工方便，快捷；
适用于舰、船舱室舾装的粘接；蜂窝滤芯材料与防火板的粘接；适用于-196℃-100℃条件下的工业设备金属与非金属材料连接处的粘接；适用于房屋装饰材料等基材的粘接；尤其适用于各种极性和非极性的基材粘结和密封，实现了同一种胶多种用途的技术问题。
以下便结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使技术方案更易于理解、掌握。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得，下面实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本专利保护范围中。
多用途胶的制备方法：1)合成聚醚预聚体；2)将填充料125-135℃烘烤2.8-3.2h，降至常温，出料，添加聚醚预聚体、助剂，50-60℃抽真空0.8-1.2h，混合搅拌0.8-1.2h，即得。
多用途阻燃胶的制备方法：1)合成聚醚预聚体；2)将阻燃复合物、填充料125-135℃烘干2.8-3.2h，降至常温，出料，添加聚醚预聚体、助剂，50-60℃抽真空0.8-1.2h，混合搅拌0.8-1.2h，即得。
其中，上述聚醚预聚体主要由聚醚多元醇和聚酯通过催化剂聚合而成；聚醚多元醇选自分子量为50-600的聚醚多元醇与分子量为1000-20000的聚醚多元醇的任意比；催化剂为纯MDI。
实施例1
多用胶的组成：聚醚预聚体46.6份(聚醚多元醇80-90份，聚酯10-20份)、助剂7.3份、填充料46.1份。
实施例2
多用胶的组成：聚醚预聚体50份(聚醚多元醇80-90份，聚酯10-20份)、助剂3.54份、填充料46.46份。
实施例3
多用胶的组成：聚醚预聚体52份(聚醚多元醇80-90份，聚酯10-20份)、助剂3.80份、填充料44.2份。
实施例4
多用途阻燃胶：聚醚预聚体46.6份(聚醚多元醇80-90份，聚酯10-20份)、HT-219TPU专用无卤阻燃剂20份、PreniphorTMEPFR-APP222H 20份、高效阻燃剂FR-707 5份、助剂8.4份。
实施例5
多用途阻燃胶：聚醚预聚体48份(聚醚多元醇80-90份，聚酯10-20份)、HT-219TPU专用无卤阻燃剂22份、PreniphorTMEPFR-APP222H 22份、高效阻燃剂FR-707 3份、助剂5份。
实施例6
多用途阻燃胶：聚醚预聚体50份(聚醚多元醇80-90份，聚酯10-20份)、HT-219TPU专用无卤阻燃剂21份、PreniphorTMEPFR-APP222H 21份、高效阻燃剂FR-707 4份、助剂4份。
实施例7
实施例1-6制备的多用途阻燃胶对环保指标检测，具体检测如下物质：镉、铅、汞、六价铬、多溴联苯(PBBs)、多溴二苯醚(PBDEs)、邻苯二甲酸酯(如邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸丁卞酯(BBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP))，检测上述物质均满足欧盟RoHS指令2011/65/EU附录II的修正指令(EU)2015/863的限制要求。
实施例8多用途阻燃胶性能测试
将实施例4制备的多用途阻燃胶进行性能测试，见表1。
表1实施例4制备的多用途阻燃胶的性能测试结果
由表1可知，实施例4制备的多用途阻燃胶具有极佳的粘结强度，尤其在低温-196℃的条件下仍具有较高的粘结强度，说明本发明的多用途阻燃胶耐超低温；氧指数高，阻燃效果好。
实施例9多用途阻燃胶的耐老化性能
将实施例4制备的多用途阻燃胶进行耐老化性能测试，详见表2。
表2实施例4制备的多用途阻燃胶的耐老化性能
由表2可知，本实施例4制备的多用途阻燃胶具有较好的抗水解性和较优的耐老化性能，且该阻燃胶膜完全固化后能达到隔水、防渗功能。
实施例10多用途阻燃胶的卫生学评价
检测样品：实施例4制备的多用途阻燃胶，25cm×25cm，2块，双面涂布，涂布量为2.25kg/m2。
检测内容：1.常温释放物定性测定；2.高温热解物定性测定；3.常温释放物定量测定；4.高温热解物动物剂型吸入毒性试验。
使用条件：材料应用对象：核潜艇；定量试验封箱周期：90d；定量试验封箱温度：45±1℃；舱容比：试样材料重量/试验箱容积(W/V)＝0.45kg/0.2m3。
检测依据：GJB3881-1999；GJB533.1～533.30-88；GJB533.31～533.35-91；GJB11B-2012；GBZ2.1-2007；
表3核潜艇舱室空气组分容许浓度标准(部分)
组分名称 容许浓度(％；mg/m3) 组分名称 容许浓度(％；mg/m3)
二氧化碳 0.5 乙醇 94
一氧化碳 11 乙醛 3.0
总烃 40.0 丙酮 238
苯 3.0 三氯甲烷 4.0
甲苯 10 四氯化碳 0.9
二甲苯 10 二硫化碳 0.5
甲醇 5.0 氨 3.5
甲醛 0.1
注：表3中″--″为未制定。
结果：1.常温释放物定性分析结果：常温释放物有二氧化碳、总烃、甲醇、苯；
2.高温热解物有：无机物2种：一氧化碳、二氧化碳；
脂肪烃1种：2-丁烯；
芳香烃1种：苯；
含氮物2种：甲苄，丙腈；
含硅物21种：三甲基氟化硅烷、六甲基环丙硅氧烷、八甲基环丁硅氧烷；十甲基环戊硅氧烷、十二甲基环己硅氧烷、1，1，3，3，5，5，7，7，9，9-十甲基五硅氧烷、十四甲基六硅氧烷、1，1，3，3，5，5，7，7，9，9，11，11，13，13-十四甲基七硅氧烷、2，2，4，4，6，6，8，8，10，10，12，12，14，14-十四甲基还庚硅氧烷、十六甲基七硅氧烷、1，1，3，3，5，5，7，7，9，9，11，11，13，13，15，15-十六甲基八硅氧烷、3，3-二乙氧基-1，1，1，5，5，5-六甲基三硅氧烷、[9，9’-二-9H-芴]-9，9’-二醇双(三甲基)硅烷、三甲基硅醇、2，5-二[(三甲基)硅氧基]苯甲醛、1，1，3，3-四甲基-1，3-二[(2Z)-2-戊烯-1-氧基]二甲基硅醚、3-羟基-4-甲氧基苯甲醛叔丁基二甲基硅脂醚、二甲基硅基二(邻异丙基苯氧基二甲基硅基)醚、二甲基硅基二(间乙基苯氧基二甲基硅基)醚、2-(三甲基硅氧烷基)苯酚、对二[三甲基硅烷基]苯；
含溴物2种：五溴甲苯、2，4二溴-6-苯胺；
3.常温释放物定量分析结果
表4实施例1制备的多用途阻燃胶的常温释放物浓度
注：表中″/″为低于仪器检测灵敏度；″--″为未测定。
4.高温热解物动物剂型吸入毒性试验结果
动物急性吸入实施例1制备的多用途阻燃胶高温热解产物的半数致死浓度LC50＞60g/m3，该材料属低等毒性材料(LC50＞50g/m3为低等毒性材料)。
结论：实施例4制备的多用途阻燃胶在45℃时常温释放物主要有二氧化碳、总烃、甲醇、苯；在90天密封期间其最高浓度均未超过《核潜艇舱室空气组分容许浓度》(GJB11B-2012)规定的限值；其在700～1000℃时高温热解物约为35种；动物急性吸入该材料高温热解物的半数致死浓度LC50＞60g/m3，属低等毒性材料，证明该材料环保低毒，可以在核潜艇舱室中使用。
实施例8多用途阻燃胶的极性基材粘结强度
表5实施例4制备的多用途阻燃胶的极性基材粘结强度
检测项目 方法标准 检测条件 实测结果
粘结强度 GB/T7124-2008 玻璃/玻璃 2.15
粘结强度 GB/T7124-2008 玻璃/橡胶 2.12
粘结强度 GB/T7124-2008 铝材/橡胶 2.10
粘结强度 GB/T7124-2008 不锈钢/橡胶 2.15
粘结强度 GB/T7124-2008 橡胶/橡胶 2.05
粘结强度 GB/T7124-2008 不锈钢/PVC塑料 2.11
粘结强度 GB/T7124-2008 PVC塑料/橡胶 2.07
粘结强度 GB/T7124-2008 不锈钢/玻璃钢 2.01
粘结强度 GB/T7124-2008 玻璃钢/玻璃钢 2.03
粘结强度 GB/T7124-2008 钢板/钢板 2.17
粘结强度 GB/T7124-2008 不锈钢/不锈钢 2.15
由表5可知，实施例1制备的多用途阻燃胶适用于各种极性与非极性基材之间的粘结，粘结强度好。
实施例9
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多用途胶，其特征在于，主要由聚醚预聚体、填充料、助剂组成，所述聚醚预聚体主要由聚醚多元醇和聚酯通过催化剂聚合而成，所述聚醚多元醇选自分子量为50-600的聚醚多元醇和分子量为1000-20000的聚醚多元醇。
2.根据权利要求1所述的多用途胶，其特征在于，按重量份计，主要由聚醚预聚体46-55份、填充料40-50份、助剂2-10份组成。
3.根据权利要求1所述的多用途胶，其特征在于，所述助剂包括抗氧化剂，所述催化剂为纯MDI，所述聚醚多元醇与所述聚酯的重量比为80-90∶10-20。
4.一种多用途阻燃胶，其特征在于，主要由权利要求1-3任一项所述的聚醚预聚体、阻燃复合物、权利要求1-3任一项所述的助剂组成。
5.根据权利要求4所述的多用途阻燃胶，其特征在于，按重量份计，包括聚醚预聚体46-50份、阻燃复合物40-50份、助剂2-9份。
6.根据权利要求4所述的多用途阻燃胶，其特征在于，所述阻燃复合物包括TPU专用无卤阻燃剂、磷类阻燃剂、高效阻燃剂FR707中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的多用途阻燃胶，其特征在于，按重量份比计，所述阻燃复合物包括TPU专用无卤阻燃剂18-22份、磷类阻燃剂18-22份、高效阻燃剂3-5份，优选地，所述TPU专用无卤阻燃剂与所述磷类阻燃剂的用量比为1∶1。
8.根据权利要求6所述的多用途阻燃胶，其特征在于，所述TPU专用无卤阻燃剂选自FR301 TPU专用无卤阻燃剂、Doher-8313 TPU专用无卤阻燃剂、YYFR-007A TPU专用无卤阻燃剂、HT-219 TPU专用无卤阻燃剂；
所述磷类阻燃剂选自长链聚磷酸铵，优选地，所述长链聚磷酸铵选自PreniphorTMEPFR-APP222H。
9.一种多用途阻燃胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)合成聚醚预聚体；2)将阻燃复合物125-135℃烘烤、抽真空2.8-3.2h，降至常温，出料，添加聚醚预聚体、助剂，50-60℃抽真空0.8-1.2h，混合搅拌0.8-1.2h，即得。
10.一种根据权利要求4-9任一项所述的多用途阻燃胶的应用，其特征在于，所述多用途阻燃胶适用于舰、船舱室舾装的粘接；适用于-196℃-100℃条件下的工业设备金属与非金属材料连接处的粘接；适用于房屋装饰材料等基材的粘接；适用于多种极性基材和非极性的粘结和密封。
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