CN110724246A - 自由发泡密封材料组合料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚氨酯组合料技术领域，具体涉及一种自由发泡密封材料组合料及其制备方法。所述的自由发泡密封材料组合料，由A组分和B组分组成，A组分由以下原料组成：聚醚多元醇，阻燃聚合物多元醇，扩链剂，发泡剂，触变剂，抗静电剂，泡沫稳定剂，偶联剂，催化剂；B组分由以下原料组成：聚醚多元醇，纯MDI，MDI‑50，粗MDI；使用时，A组分与B组分按100:25‑30的质量比进行混合。本发明的自由发泡密封材料组合料，将组合料通过特定的设备混合后按照形状要求根据轨迹直接浇注在装置表面，实现接口平滑、粘接牢固的目的；本发明还提供其制备方法，科学合理，简单易行。

Description

自由发泡密封材料组合料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯组合料技术领域，具体涉及一种自由发泡密封材料组合料及其制备方法。
背景技术
随着工业水平的发展，对密封产品的要求变得越来越高，要求密封材料较之过去更加耐高温(低温)高压、高转速低润滑。就不同的应用工况，选择合适的密封材料尤为重要。
聚氨酯密封材料具有高的拉伸强度、优良的弹性、耐磨性、耐油性和耐寒性，被广泛用于建筑物、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。但是聚氨酯密封材料不能长期耐热，浅色配方容易受紫外光老化，单组分胶贮存稳定性受包装及外界影响较大，通常固化较慢；高温热环境下可能产生气泡和裂纹；许多场合需要底涂。同时聚氨酯密封胶耐水性也较差，特别是耐碱水性欠佳。因袭，需要对聚氨酯密封材料进行改性优化，以满足更高的使用要求。
专利CN2013106608270中公开了一种高弹性聚氨酯门窗密封条，由A组分和B组分组成，其中A组分的原料为聚烯烃多元醇、聚合物多元醇、扩链剂、泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂、开孔剂、抗氧剂、光稳定剂、偶联剂和固体填充物，B组分的原料为聚醚多元醇、异氰酸酯和储存稳定剂；使用时，将A、B组分进行机械或手工混合至均匀后注入PE外覆膜中。所制备的密封条回弹性能优异，能够起到很好的密封作用，解决了普通聚氨酯密封条以及其它材质密封条回弹性较低以致密封性不理想的问题。
专利CN2015107781158中公开了一种聚氨酯密封条，由A组分和B组分组成，A组分为聚醚多元醇DEP-330N、聚醚多元醇DED-28、聚醚多元醇POP-36/28、水、泡沫稳定剂、胺催化剂、交联剂、色浆；B组分为改性黑料。制备得到的聚氨酯密封条具有很好的韧性、耐冲击性、耐磨性、耐候性、耐水解性和耐油性。
但是上述专利以及市场上常见的聚氨酯密封条均是将聚氨酯组合料混合后注入外覆的PE膜内，且只能做成长条形状。对于结构复杂、形状不规则装置，只能通过裁剪来满足形状要求，这样会存在接缝处连接不好的现象，这势必会影响密封效果。同时，粘接时多使用双面胶进行固定，存在容易脱落的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种自由发泡密封材料组合料，将组合料通过特定的设备混合后按照形状要求根据轨迹直接浇注在装置表面，实现接口平滑、粘接牢固的目的；本发明还提供其制备方法，科学合理，简单易行。
本发明所述的自由发泡密封材料组合料，由A组分和B组分组成，A组分由以下质量份数的原料组成：
Figure BDA0002212785620000021
B组分由以下质量份数的原料组成：
Figure BDA0002212785620000022
使用时，A组分与B组分按100:25-30的质量比进行混合。
聚醚多元醇为数均分子量6000-8000，官能度2-3，不饱和度≤0.008meq/g，伯羟基质量含量在75％以上的聚醚多元醇。优选为可利亚多元醇(南京)有限公司生产的聚醚多元醇KE810。
阻燃聚合物多元醇为结构型阻燃聚合物多元醇。优选为中山化工生产的阻燃聚合物多元醇GZR-270。
扩链剂为乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、二乙醇胺的一种或多种。优选为二乙醇胺。
发泡剂为水。
触变剂为气相白炭黑，俗称气相法二氧化硅。优选为德国Wacker公司H-20。触变剂能够产生氢键作用力降低组合料的流动性。
抗静电剂为季铵盐类。优选为美国Aceto化学公司生产的Catafor PU。抗静电剂能够解决材料因摩擦而产生静电荷积聚问题。
泡沫稳定剂为聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物，优选为空气化工公司生产的泡沫稳定剂DC2525。
偶联剂为硅烷偶联剂，优选南京曙光化工公司生产的偶联剂SG-Si900。偶联剂能够提高产品的结合力。
催化剂为低气味的反应型胺类催化剂，优选为空气化工公司生产的NE300。
纯MDI优选拜耳公司生产的44C；MID-50优选巴斯夫生产的MI，粗MDI优选万华生产的PM-200。
其中纯MDI，反应活性高，开孔好，但流动性不好；MDI-50相对纯MDI活性慢，开孔性较差，但流动性较好；粗MDI的官能度高，主要提高硬度。B组分采用多种MDI，可以提高组合料的综合性能。
本发明所述的自由发泡密封材料组合料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)A组分的制备：将聚醚多元醇、阻燃聚合物多元醇、扩链剂、发泡剂、触变剂、抗静电剂、泡沫稳定剂、偶联剂、催化剂、室温条件下搅拌均匀，转速为40-50转/分钟，搅拌0.5-1h得到A组分；
(2)B组分的制备：将聚醚多元醇置于反应釜中，升温至100-110℃，在真空度-0.09MPa下脱水1.5-2h，然后降温至30-50℃，加入配方量的纯MDI、MDI-50，缓慢升温至70-75℃保温反应0.5-1h，然后加入配方量的粗MDI继续反应，至-NCO的质量含量达到27.49-28.79％，降温至30-40℃出料，密封保存，得到B组分；
(3)使用时，将A组分和B组分温度维持在20-25℃，A、B组分按100:25-30的重量比快速混合，按照形状要求根据轨迹直接浇注在装置表面，熟化后即得自由发泡密封材料。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：
(1)本发明在A组分中加入抗静电剂，解决了因摩擦而产生静电荷积聚问题；加入触变剂降低了组合料的流动性，解决了因粘度小流动性好导致发泡不规则的问题；
(2)本发明通过各原料之间的协同作用，制备的组合料在用于自由发泡密封材料时，实现接口平滑，解决了灰尘从接缝处进入装置内部的问题；且材料具有良好的粘接性，避免了使用双面胶的弊端；
(3)本发明选择阻燃聚合物多元醇，使产品具有阻燃效果，满足特殊设备的阻燃要求。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不仅限于此，该领域专业人员对本发明技术方案所作的改变，均应属于本发明的保护范围内。
实施例1
A组份为：
Figure BDA0002212785620000041
B组分为：
Figure BDA0002212785620000042
制备方法如下：
(1)A组分的制备：将聚醚多元醇、阻燃聚合物多元醇、扩链剂、发泡剂、触变剂、抗静电剂、泡沫稳定剂、偶联剂、催化剂按以上质量加入反应釜，室温条件下搅拌，转速为40转/分钟，搅拌1小时，得到A组分；
(2)B组分的制备：将聚醚多元醇置于反应釜中，升温至100℃，在真空度-0.09MPa下脱水2h，然后降温至30℃，加入配方量的纯MDI、MDI-50，缓慢升温至70℃下保温反应1h，然后加入配方量的粗MDI，搅拌0.5h，取样检测，-NCO的质量含量达到27.52±0.3，降温至40℃出料，密封保存，得到B组分；
(3)使用时，将A组分和B组分温度维持在20℃，A、B组分按100:25的重量比快速混合，按照形状要求根据轨迹直接浇注在装置表面，然后熟化后即得自由发泡密封材料。
实施例2
A组份为：
Figure BDA0002212785620000043
Figure BDA0002212785620000051
B组分为：
Figure BDA0002212785620000052
制备方法如下：
(1)A组分的制备：将聚醚多元醇、阻燃聚合物多元醇、扩链剂、发泡剂、触变剂、抗静电剂、泡沫稳定剂、偶联剂、催化剂按以上质量加入反应釜，室温条件下搅拌，转速为50转/分钟，搅拌0.5h，得到A组分；
(2)B组分的制备：将聚醚多元醇置于反应釜中，升温至110℃，在真空度-0.09MPa下脱水1.5h，然后降温至50℃，加入配方量的纯MDI、MDI-50，缓慢升温至75℃下保温反应0.5h，然后加入配方量的粗MDI，搅拌0.5h，取样检测，-NCO的质量含量达到27.52±0.3，降温至40℃出料，密封保存，得到B组分；
(3)使用时，将A组分和B组分温度维持在20℃，A、B组分按100:30的重量比快速混合，按照形状要求根据轨迹直接浇注在装置表面，然后熟化后即得自由发泡密封材料。
实施例3
A组份为：
Figure BDA0002212785620000053
Figure BDA0002212785620000061
B组分为：
Figure BDA0002212785620000062
制备方法如下：
(1)A组分的制备：将聚醚多元醇、阻燃聚合物多元醇、扩链剂、发泡剂、触变剂、抗静电剂、泡沫稳定剂、偶联剂、催化剂按以上质量加入反应釜，室温条件下搅拌，转速为40转/分钟，搅拌1小时，得到A组分；
(2)B组分的制备：将聚醚多元醇置于反应釜中，升温至100℃，在真空度-0.09MPa下脱水2h，然后降温至40℃，加入配方量的纯MDI、MDI-50，缓慢升温至70℃下保温反应1h，然后加入配方量的粗MDI，搅拌0.5h，取样检测，-NCO的质量含量达到28.76±0.3，降温至40℃出料，密封保存，得到B组分；
(3)使用时，将A组分和B组分温度维持在20℃，A、B组分按100:25的重量比快速混合，按照形状要求根据轨迹直接浇注在装置表面，然后熟化后即得自由发泡密封材料。
实施例4
A组份为：
B组分为：
Figure BDA0002212785620000064
Figure BDA0002212785620000071
制备方法如下：
(1)A组分的制备：将聚醚多元醇、阻燃聚合物多元醇、扩链剂、发泡剂、触变剂、抗静电剂、泡沫稳定剂、偶联剂、催化剂按以上质量加入反应釜，室温条件下搅拌，转速为40转/分钟，搅拌1小时，得到A组分；
(2)B组分的制备：将聚醚多元醇置于反应釜中，升温至100℃，在真空度-0.09MPa下脱水2h，然后降温至3℃，加入配方量的纯MDI、MDI-50，缓慢升温至70℃下保温反应1h，然后加入配方量的粗MDI，搅拌0.5h，取样检测，-NCO的质量含量达到28.11±0.3，降温至40℃出料，密封保存，得到B组分；
(3)使用时，将A组分和B组分温度维持在20℃，A、B组分按100:25的重量比快速混合，按照形状要求根据轨迹直接浇注在装置表面，然后熟化后即得自由发泡密封材料。
实施例5
A组份为：
Figure BDA0002212785620000072
B组分为：
Figure BDA0002212785620000073
制备方法如下：
(1)A组分的制备：将聚醚多元醇、阻燃聚合物多元醇、扩链剂、发泡剂、触变剂、抗静电剂、泡沫稳定剂、偶联剂、催化剂按以上质量加入反应釜，室温条件下搅拌，转速为40转/分钟，搅拌1小时，得到A组分；
(2)B组分的制备：将聚醚多元醇置于反应釜中，升温至100℃，在真空度-0.09MPa下脱水2h，然后降温至3℃，加入配方量的纯MDI、MDI-50，缓慢升温至70℃下保温反应1h，然后加入配方量的粗MDI，搅拌0.5h，取样检测，-NCO的质量含量达到28.35±0.3，降温至40℃出料，密封保存，得到B组分；
(3)使用时，将A组分和B组分温度维持在20℃，A、B组分按100:30的重量比快速混合，按照形状要求根据轨迹直接浇注在装置表面，然后熟化后即得自由发泡密封材料。
将实施例1-5制备的密封材料进行性能测试，测试方法如下：
(1)密度：GB/T 6343-2009；
(2)燃烧速度：GB/T 8332-2008；
(3)表面电阻率：GBT12703；
(4)回弹性能测试：GB/T6670-2008。
测试结果如表1所示。
表1实施例1-5制备的密封材料性能测试结果
Figure BDA0002212785620000091

Claims (10)

1.一种自由发泡密封材料组合料，其特征在于：由A组分和B组分组成，A组分由以下质量份数的原料组成：
Figure FDA0002212785610000011
B组分由以下质量份数的原料组成：
Figure FDA0002212785610000012
使用时，A组分与B组分按100:25-30的质量比进行混合。
2.根据权利要求1所述的自由发泡密封材料组合料，其特征在于：聚醚多元醇为数均分子量6000-8000，官能度2-3，不饱和度≤0.008meq/g，伯羟基质量含量在75％以上的聚醚多元醇。
3.根据权利要求1所述的自由发泡密封材料组合料，其特征在于：阻燃聚合物多元醇为结构型阻燃聚合物多元醇。
4.根据权利要求1所述的自由发泡密封材料组合料，其特征在于：扩链剂为乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、二乙醇胺的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的自由发泡密封材料组合料，其特征在于：发泡剂为水。
6.根据权利要求1所述的自由发泡密封材料组合料，其特征在于：触变剂为气相白炭黑。
7.根据权利要求1所述的自由发泡密封材料组合料，其特征在于：抗静电剂为季铵盐类。
8.根据权利要求1所述的自由发泡密封材料组合料，其特征在于：泡沫稳定剂为聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物。
9.根据权利要求1所述的自由发泡密封材料组合料，其特征在于：偶联剂为硅烷偶联剂；催化剂为胺类催化剂。
10.一种权利要求1-9任一项所述的自由发泡密封材料组合料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)A组分的制备：将聚醚多元醇、阻燃聚合物多元醇、扩链剂、发泡剂、触变剂、抗静电剂、泡沫稳定剂、偶联剂、催化剂、室温条件下搅拌均匀，得到A组分；
(2)B组分的制备：将聚醚多元醇置于反应釜中，升温至100-110℃，在真空度-0.09MPa下脱水1.5-2h，然后降温至30-50℃，加入配方量的纯MDI、MDI-50，缓慢升温至70-75℃保温反应0.5-1h，然后加入配方量的粗MDI继续反应，至-NCO的质量含量达到27.49-28.79％，降温至30-40℃出料，密封保存，得到B组分；
(3)使用时，将A组分和B组分温度维持在20-25℃，A、B组分按100:25-30的重量比快速混合，按照形状要求根据轨迹直接浇注在装置表面，熟化后即得自由发泡密封材料。
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