一种高强度聚氨酯密封胶及其制备方法
【专利说明】
[0001](一)
技术领域
本发明涉及高分子化学领域，特别涉及一种高强度聚氨酯密封胶及其制备方法。
[0002](二)
【背景技术】
由于人类面临能源和环境危机愈发紧张的局面，天然高分子日益受到重视。木质素是广泛存在于植物体中的一种天然高聚物，是一种非常丰富的可再生资源。木质素的分子结构中存在着芳香基、酚羟基、醇羟基、碳基共扼双键等活性基团，因此可以进行很多化学反应，从而应用在后续化工产品当中。
[0003]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。聚氨酯密封胶具有良好的拉伸强度，优良的粘接性、弹性、耐磨性、耐油性、耐寒性和耐候性，广泛应用于建筑物、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。但聚氨酯密封胶也存在一些缺点，如不能长期耐热；浅色配方容易受紫外光老化；耐水性较差，特别是耐碱水性欠佳。
[0004]木质素是自然界中含量仅次于纤维素的天然高分子材料，每年以5X 1lOt的速度再生，是一种极富工业价值的有机原料。在纤维素相关产业(如植物水解和制浆造纸工业)中，木质素通常以副产物的形式大量产出。然而，木质素的有效利用却不尽人意，到目前为止，超过95%的木质素仍以“黑液”的形式直接排入江河或被烧掉，不但造成环境污染，同时也是极大的资源浪费，因此，对木质素加以有效利用，对环境保护和经济发展都有着积极意义。
[0005](三)
【发明内容】
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种高强度聚氨酯密封胶及其制备方法。
[0006]本发明是通过如下技术方案实现的:
一种高强度聚氨酯密封胶的制备方法，其特征在于:包括以下步骤:(1)改性木质素的制备:将木质素原料100-200质量份用有机溶剂溶解后，加入0.5-3质量份固体氢氧化钠，再加入10-30质量份的环氧丙烷，再加入100-200质量份多元醇持续搅拌在除氧和密闭状态下加热至100-150°C，并在此温度下反应l_2h ;然后冷却至室温，蒸发掉溶剂从而得到木质素多元醇；
(2)组合聚醚的制备:将上述木质素多元醇100-150质量份，聚醚多元醇50-100质量份，增塑剂80-120质量份，1-3质量份胺类催化剂，0.05-0.2质量份锡类催化剂，抗氧化剂1-3质量份混合搅拌均匀，得到组合聚醚；
(3)聚氨酯的制备:将上述组合聚醚100质量份，废橡胶粉10-20质量份，填料60-100质量份，加入反应釜中，在80-100°C温度和真空度为0.09±0.005MPa条件下搅拌l_2h，再向其中加入异氰酸酯60-150质量份，继续反应l_2h，然后向反应釜中充入氮气至常压，待物料冷去至室温出料，得到高强度聚氨酯密封胶。
[0007]其中，步骤(I)中所述多元醇包括乙二醇、丙三醇、1，4_ 丁二醇中的一种或几种的组合。
[0008]其中，步骤(I)中所述有机溶剂包括丙酮，DMF，丙酮和DMF按体积比1:1混合的有机溶剂。
[0009]其中，步骤(I)中所述木质素为高沸醇木质素、酶解木质素、热裂解木质素、乙酸木质素、过氧乙酸木质素或过氧酸木质素中的一种或几种的组合。
[0010]其中，步骤(2)中所述胺类催化剂为三乙烯二胺、三乙胺、四甲基二乙烯二胺、二甲基环己胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯乙二醇胺以及异丙醇胺中的一种或几种；所述有机锡类催化剂是辛酸亚锡、二丁基二月桂酸锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、单丁基氧化锡及二丁基氧化锡中的一种或几种。增塑剂包括邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二壬酯或邻苯二甲酸二异癸酯。
[0011]其中，步骤(3)中所述废橡胶粉为800-1000目。
[0012]其中，步骤(3)中所述异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯及异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。
[0013]其中，步骤(3 )中所述填料包括乙炔炭黑、钛白粉、碳酸钙、滑石粉、有机膨润土。
[0014]本发明通过木质素来增加聚氨酯密封胶的强度，木质素是具有网状结构的、含有苯环等刚硬基团的高分子化合物，在聚氨酯硬泡中可以增加聚氨酯密封胶的强度。木质素分子中紫丁香基苯环上的甲氧基对羟基形成空间位阻结构，可以捕获热氧老化过程中生成的自由基而终止链反应，从而提高材料的热氧稳定性；同时，该位阻酚结构对自由基捕获还使其成为光稳定剂，增强材料对紫外线辐照的耐受。本发明有效地使木质素分散于反应体系中，同时避免了小分子溶剂在聚合发泡工艺中的不良影响。
[0015]本发明的有益效果是:通过在配方中添加改性木质素，增加了聚氨酯的强度，改善了木质素在反应体系中的溶解性，提高了聚氨酯密封胶的抗老化性能，使用寿命大大延长。相对于传统方法所制备的聚氨酯密封胶，本发明制得的木质素基聚氨酯密封胶具有更优良的抗压强度、拉伸强度和冲击强度。
[0016](四)【具体实施方式】实施例1:
包括以下步骤:
(1)改性木质素的制备:将木质素原料100质量份用丙酮溶解后，加入0.5质量份固体氢氧化钠，再加入10质量份的环氧丙烷，再加入100质量份丙三醇持续搅拌在除氧和密闭状态下加热至100-150°c，并在此温度下反应l_2h ;然后冷却至室温，蒸发掉溶剂从而得到木质素多元醇；
(2)组合聚醚的制备:将上述木质素多元醇100质量份，聚醚多元醇50质量份，邻苯二甲酸二丁酯80质量份，I质量份二甲基环己胺，0.05质量份二丁基二月桂酸锡，抗氧化剂I质量份混合搅拌均匀，得到组合聚醚；
(3)聚氨酯的制备:将上述组合聚醚100质量份，废橡胶粉10质量份，钛白粉60质量份，加入反应釜中，在80-100°C温度和真空度为0.09±0.005MPa条件下搅拌l_2h，再向其中加入甲苯二异氰酸酯60质量份，继续反应l_2h，然后向反应釜中充入氮气至常压，待物料冷去至室温出料，得到高强度聚氨酯密封胶。
[0017]通过上述配方和工艺制得的高强度聚氨酯密封胶，其性能理化指标如下:不粘时间(min):50 ;固化速度(mm/d):4.02 ;硬度(邵氏A° ):58 ;拉伸粘接强度(MPa):14.5 ;伸长率(% ):458 ;剪切强度(MPa):6.1 ;撕裂强度(N/mm):22.1。
[0018]实施例2:
包括以下步