一種低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及聚氨酯防水材料技術領域，具體涉及一種低拉伸模量的單組份濕氣固 化聚氨酯密封膠及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 單組分聚氨酯密封膠是相對雙組分聚氨酯密封膠而言的。雙組分聚氨酯膠在使用 的時候需要將A、B組分按比例均勻地混合才能起到粘接密封的效果;而單組分聚氨酯密封 膠則直接使用，方便、簡潔，施工簡便。單組分濕氣固化聚氨酯密封膠是指單組分聚氨酯膠 是利用與空氣中的微量的水蒸氣反應而固化，與基材表面的活性基團反應起到粘接作用。
[0003] 從20世紀70年代中期開始，單組份濕氣固化聚氨酯密封膠以其高彈性、抗震能力 強、耐化學腐蝕、質量輕等優點越來越廣泛的用于建筑物、廣場、公路作為嵌縫密封材料，以 及汽車制造、玻璃安裝、電子灌裝、潛艇和火箭等的密封。然而現行的單組份濕固化聚氨酯 密封膠在低溫條件下拉伸模量較高，造成低溫下的彈性回復性不良和斷裂延伸率小，在受 力振動條件下極易造成聚氨酯密封膠的斷裂導致起不到密封防水作用。雖然有一些改性手 段可以保持低溫條件下拉伸模量維持在較低水平，但往往會會大幅降低抗拉強度，造成機 械性能損失，而斷裂延伸率也不能達到理想值，直接制約了聚氨酯密封膠在特殊氣候條件 下的應用。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的就是針對現有單組份濕氣固化聚氨酯密封膠的不足，提供一種低溫 下仍然具有較低拉伸模量且綜合機械性能良好的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠及其制備 方法。
[0005] 本發明的技術方案如下： 一種低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠，由如下重量組分的原料組成:異佛 爾酮二異氰酸酯15-25份，兩官能度聚醚多元醇30-45份，三官能度聚醚多元醇10-20份，二 月桂酸二丁基錫〇-〇. 5份，碳酸鈣20-30份，疏水改性氣相二氧化硅5-10份，噁唑烷酮0.5-1.5份，氧化鐵黑0.5-1.5份。
[0006] 優選地，所述低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠由以下重量組分的原料 組成：異佛爾酮二異氰酸酯15-20份，兩官能度聚醚多元醇40-45份，三官能度聚醚多元醇 10-15份，二月桂酸二丁基錫0.3-0.5份，碳酸鈣20-25份，疏水改性氣相二氧化硅6-8份，噁 唑烷酮0.5-1.0份，氧化鐵黑1-1.5份。
[0007] 更優選地，所述低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠由以下重量組分的原 料組成:異佛爾酮二異氰酸酯15份，兩官能度聚醚多元醇45份，三官能度聚醚多元醇10份， 二月桂酸二丁基錫〇. 4份，碳酸鈣22份，疏水改性氣相二氧化硅6份，噁唑烷酮0.6份，氧化鐵 黑1份。
[0008] 本發明還提供一種制備上述低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠的方法， 包括如下步驟： (1) 將聚醚多元醇加入攪拌釜，對攪拌釜抽真空并加熱至110°c脫水2小時； (2) 降溫至35-45°C，加入異佛爾酮二異氰酸酯混合均勻，再加入二月桂酸二丁基錫，升 溫至85-95°C反應2h，降溫至常溫； (3) 加入碳酸鈣、氧化鐵黑、噁唑烷酮攪拌混合均勻，再加入疏水改性氣相二氧化硅混 合均勻，過濾包裝，即可得到所述聚氨酯密封膠。
[0009] 本發明的聚氨酯密封膠能夠在低溫下保持較低拉伸模量的原理在于原料組成中 含有一定量的疏水改性氣相二氧化硅。疏水改性氣相二氧化硅可以提高聚氨酯密封膠的強 度和延伸率，其作用機理如下：氣相二氧化硅由于表面嚴重的配位不足、龐大的比表面積以 及表面欠氧等特點，使它表現出極強的活性，提高了分子間作用力；同時尚有一部分氣相二 氧化硅顆粒仍然分布在高分子鏈的空隙中，表現很高的流漣性，從而使氣相二氧化硅添加 的聚氨酯密封膠材料強度、韌性、延展性均大幅度提高。
[0010] 本發明的聚氨酯密封膠的原料組成中含有兩官能度聚醚多元醇和三官能度聚醚 多元醇，聚醚多元醇和異佛爾酮二異氰酸酯發生酯化反應生成聚氨酯。通過不同官能度聚 醚多元醇的合理配比，可以實現聚氨酯的彈性指標和強度指標的合理平衡一一具體表現 為:兩官能度聚醚多元醇相對含量越高，合成的聚氨酯彈性越好;三官能度聚醚多元醇相對 含量越高，合成的聚氨酯強度越高。通過對兩官能度聚醚多元醇和三官能度聚醚多元醇比 例的控制，可以在保證彈性良好的前提下同時具有較高強度。
[0011] 本發明聚氨酯密封膠的原料組分中包含的二月桂酸二丁基錫充當了聚酯反應的 催化劑，有助于聚氨酯的快速固化。原料組分中的噁唑烷酮可以向合成的聚氨酯分子鏈中 引入雜環結構，從而提升聚氨酯密封膠的耐熱性、粘結性和韌性;此外，噁唑烷酮還可以充 當潛固化劑，改善膠體反應性能。本發明的主料中還包括作為填料的碳酸鈣以及作為顏料 的氧化鐵黑。
[0012] 本發明的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠在低溫下依然能夠保持較低拉伸模量;同 時，本發明的單組份濕氣固化聚氨酯密還能保持較好的拉伸強度和優異的斷裂延伸率以及 彈性恢復性，綜合機械性能優良。
【具體實施方式】
[0013] 下面將結合具體實施例對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0014] 實施例1 一種低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠，由如下重量組分的原料組成:異佛 爾酮二異氰酸酯15份，兩官能度聚醚多元醇45份，三官能度聚醚多元醇10份，二月桂酸二丁 基錫〇. 4份，碳酸鈣22份，疏水改性氣相二氧化硅6份，噁唑烷酮0.6份，氧化鐵黑1份。
[0015] 本實施例的低拉伸模量聚氨酯密封膠的制備方法如下： 步驟一、將45g兩官能度聚醚多元醇和15g三官能度聚醚多元醇加入攪拌釜，對攪拌釜 抽真空并加熱至ll〇°C脫水2小時； 步驟二、將攪拌釜降溫至40°C，加入15g異佛爾酮二異氰酸酯混合均勻，再加入0.4g二 月桂酸二丁基錫，升溫至90°C反應2h，降溫至常溫； 步驟三、加入22gg碳酸鈣、lg氧化鐵黑和0.6g噁唑烷酮攪拌混合均勻，再加入6g疏水改 性氣相二氧化硅混合均勻，過濾包裝，即可得到聚氨酯密封膠。
[0016] 其中，涉及到降溫的步驟均是通過在攪拌釜外壁通循環水進行冷卻。
[0017] 實施例2 一種低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠，由如下重量組分的原料組成:異佛 爾酮二異氰酸酯21份，兩官能度聚醚多元醇38份，三官能度聚醚多元醇17份，二月桂酸二丁 基錫0.15份，碳酸鈣26份，疏水改性氣相二氧化硅5.5份，噁唑烷酮1.2份，氧化鐵黑0.8份。
[0018] 本實施例的低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠的制備方法同實施例1。
[0019] 實施例3 一種低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠，由如下重量組分的原料組成:異佛 爾酮二異氰酸酯23份，兩官能度聚醚多元醇33份，三官能度聚醚多元醇19份，二月桂酸二丁 基錫0.25份，碳酸鈣29份，疏水改性氣相二氧化硅9份，噁唑烷酮1.4份，氧化鐵黑0.6份。
[0020] 本實施例的低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠的制備方法同實施例1。
[0021] 實施例4 一種低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠，由如下重量組分的原料組成:異佛 爾酮二異氰酸酯16份，兩官能度聚醚多元醇41份，三官能度聚醚多元醇11份，二月桂酸二丁 基錫0.35份，碳酸鈣21份，疏水改性氣相二氧化硅6份，噁唑烷酮0.65份，氧化鐵黑1.1份。
[0022] 本實施例的低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠的制備方法同實施例1。 [0023] 實施例5 一種低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠，由如下重量組分的原料組成:異佛 爾酮二異氰酸酯19份，兩官能度聚醚多元醇44份，三官能度聚醚多元醇13份，二月桂酸二丁 基錫0.45份，碳酸鈣24份，疏水改性氣相二氧化硅8份，噁唑烷酮0.9份，氧化鐵黑1.4份。
[0024] 本實施例的低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠的制備方法同實施例1。
[0025] 對實施例1-5制備的聚氨酯密封膠進行性能測試，其結果如表1所示： 表1:聚氨酯密封膠性能測試結果
其中，拉伸模量、拉伸強度、破壞伸長率和彈性回復率的測試均參照GB/T 13477-2002 的標準進行檢測。由測試結果可以看出，本發明實施例的聚氨酯密封膠在常溫和低溫下均 能保持較低的拉伸模量，且拉伸強度、破壞伸長率和彈性回復率也保持在較優水平，綜合機 械性能優良，可以滿足在特殊地區，尤其是極寒地區的應用。
[0026] 以上實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。以上實施例的說 明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想;對于本領域的一般技術人員，依據本發 明的思想在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范 圍。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【主權項】
1. 一種低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠，其特征在于，由如下重量組分的 原料組成:異佛爾酮二異氰酸酯15-25份，兩官能度聚醚多元醇30-45份，三官能度聚醚多元 醇10-20份，二月桂酸二丁基錫0-0.5份，碳酸鈣20-30份，疏水改性氣相二氧化硅5-10份，噁 唑烷酮0.5-1.5份，氧化鐵黑0.5-1.5份。2. 根據權利要求1所述的一種低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠，其特征在 于，由如下重量組分的原料組成:異佛爾酮二異氰酸酯15-20份，兩官能度聚醚多元醇40-45 份，三官能度聚醚多元醇10-15份，二月桂酸二丁基錫0.3-0.5份，碳酸鈣20-25份，疏水改性 氣相二氧化硅6-8份，噁唑烷酮0.5-1.0份，氧化鐵黑1-1.5份。3. 根據權利要求2所述的一種低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠，其特征在 于，由如下重量組分的原料組成：異佛爾酮二異氰酸酯15份，兩官能度聚醚多元醇45份，三 官能度聚醚多元醇10份，二月桂酸二丁基錫0.4份，碳酸鈣22份，疏水改性氣相二氧化硅6 份，噁唑烷酮0.6份，氧化鐵黑1份。4. 一種制備如權利要求1-3任意一項所述的低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封 膠的方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一、將聚醚多元醇加入攪拌釜，對攪拌釜抽真空并加熱至ll〇°C脫水2小時； 步驟二、降溫至35-45°C，加入異佛爾酮二異氰酸酯混合均勻，再加入二月桂酸二丁基 錫，升溫至85-95°C反應2h，降溫至常溫； 步驟三、加入碳酸鈣、氧化鐵黑、噁唑烷酮攪拌混合均勻，再加入疏水改性氣相二氧化 硅混合均勻，過濾包裝，即可得到所述聚氨酯密封膠。
【專利摘要】本發明公開了一種低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠，由如下重量組分的原料組成：異佛爾酮二異氰酸酯15-25份，兩官能度聚醚多元醇30-45份，三官能度聚醚多元醇10-20份，二月桂酸二丁基錫0-0.5份，碳酸鈣20-30份，疏水改性氣相二氧化硅5-10份，噁唑烷酮0.5-1.5份，氧化鐵黑0.5-1.5份。本發明還提供一種制備該低拉伸模量的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠的方法。本發明的單組份濕氣固化聚氨酯密封膠在低溫下依然能夠保持較低拉伸模量；同時，本發明的單組份濕氣固化聚氨酯密還能保持較好的拉伸強度和優異的斷裂延伸率以及彈性恢復性，綜合機械性能優良。
【IPC分類】C08G18/24, C08G18/48, C09J11/04, C09J175/08
【公開號】CN105505281
【申請號】CN201610016193
【發明人】呂萬青, 王建, 王姣
【申請人】安徽萬誠達新型材料有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月9日