一种单组份弹性聚氨酯密封胶的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及密封材料技术领域，特别涉及一种单组份弹性聚氨酯密封胶。
【背景技术】
[0002] 密封胶是用来填充空隙（孔洞、接头、接缝等）的材料。无定形密封胶是密封材料 的主体，种类有有机硅（包括改性有机硅）类、聚氨酯类、聚硫橡胶类、丙烯酸酯类、SBR橡 胶类、丁基橡胶类、沥青、油性嵌缝胶类等，最早使用的密封胶有沥青类、油性嵌缝胶等。而 用于填充须经受震动或热涨冷缩等所致具有伸缩性的间隙，则必须采用弹性密封胶。30多 年来，弹性密封胶在建筑、土木、汽车、船舶、电气通讯等许多工业、民用领域中的应用越来 越广泛，其中建筑用密封胶需求量最大。弹性密封胶是将粘接和密封两种功能集于一身的 产品。其中性能较好的三类高档弹性密封胶分别是有机硅密封胶、聚硫密封胶和聚氨酯密 封胶。其中聚氨酯密封胶的综合性能较好，价格适中，这为其在建筑中的广泛使用提供了有 利条件。
[0003] 聚氨醋密封胶（polyurethanesealant)系以聚氨醋橡胶及聚氨醋预聚体为主要 成分的密封胶。此类密封胶具有高的拉伸强度、优良的弹性、耐磨性、耐油性和耐寒性。可分 为加热硫化型、室温硫化型和热熔型三种。其中室温硫化型又有单组分和双组分之分。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。
[0004] 中国专利93118939. X公开了一种聚氨酯密封胶组合物，它包括（1)异氰酸酯官能 度至少为2. 0,分子量至少为约2000的尿烷预聚体；和（2)仲氨基-烷氧基硅烷和每分子 平均至少含有1个硅烷基团和至少一个异氰酸酯基团，并且分子量低于约2, 000的聚异氰 酸酯的反应产物。当在使用密封胶之前，在玻璃基体表面没有底涂其他底漆组合物时，本发 明密封胶尤其适用于粘结玻璃和金属基体。
[0005] 中国专利200310112706. 9公开了一种主要应用于高档聚氨酯密封胶以及改性聚 氨酯树脂的含异氰酸酯基团的硅烷的制备方法，主要包括如步骤：（1)采用氨基硅烷和碳 酸酯为原料，在碱性催化剂作用下反应生成含硅基有机氨基甲酸酯的混合物；（2)然后用 中和试剂中和上述的反应混合物；（3)将上述混合物过滤后，得到含硅基有机氨基甲酸酯 的清液；(4)最后对上述的清液进行减压精馏裂解，制得含异氰酸酯基团的硅烷。本发明的 优点是：工艺路线简单，原料价廉易得，毒性低；同时少量固体盐形成，基本对环境没有什 么污染。产品含异氰酸酯基团的硅烷的纯度大于98%，收率在90%以上，反应选择性高，达 97%以上。
[0006] 中国专利200510041086. 3公开了一种单组份湿固化硅氧烷改性聚氨酯密封胶及 其制备方法属密封胶技术领域。其原料组分及其重量百分比为：增塑剂15-30、二苯基甲 烷二异氰3-10、聚醚20-30、氧化钙1-4、吸水剂0. 2-0. 5、碳黑10-20、碳酸钙10-20、二氧 化硅1-5、硅烷偶联剂KH-550 0. 1-0. 4、异佛尔酮二异氰酸酯0. 1-2、硅烷偶联剂KH-560 0.2-0. 6、二月桂酸二丁基锡0.01-0. 04、a，《-二（4-羟丁基）聚二甲基硅氧烷5-12、双 吗林二乙基醚0. l-o. 4。该发明提供一种具有优良的柔韧性、粘结性、耐磨性、耐热性、耐寒 性、耐水性以及电器绝缘性，能够满足对多种基材进行良好粘接的单组份湿固化硅氧烷改 性聚氨酯密封胶及其制备方法。
[0007] 中国专利申请200710028760. 3公开了一种纳米有机蒙脱土改性端硅烷基有机硅 改性聚氨酯型密封胶及其制备方法。其包括以下重量份的组分：端硅烷基有机硅改性聚醚 型聚氨酯100份；纳米有机蒙脱土 5~20份；无机填料5~150份；催化剂0. 2~1. 5份； 其将纳米有机蒙脱土插层技术引入到端硅烷基聚氨酯密封胶的制备中，由于纳米有机蒙脱 土和聚合物基体之间的强的界面相互作用，同时实现端硅烷基聚氨酯密封胶增强和增韧的 效果；另外，其拉伸强度和断裂伸长率较未添加蒙脱土的都有较大提高。
[0008] 现有聚氨酯密封胶也有一些缺点。如：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；含有挥发性溶剂，固含量不够；许多场合需底涂剂。
【发明内容】
[0009] 针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种单组份弹性聚氨酯密封胶
[0010] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0011] 一种单组份弹性聚氨酯密封胶，该密封胶以重量份计由下列组份组成：聚氨酯预 聚体100份，邻苯二甲酸脂60-70份，轻钙18-22份，重钙25-27份，纳米110 2粉4-6份，-200 目SiC粉4-6份，膨润土 5-7份，辛酸亚锡0. 5-0. 7份，环氧类硅烷0. 5-1. 5份，氨基类硅烷 0. 5-1. 5份，其中所述的聚氨酯预聚体采用如下方法制备：将以重量份计为65-75份的聚氧 化丙烯二元醇、10-15份的聚氧化丙烯三元醇、0. 5-2份的己二醇、12-14份的4,4'-二苯甲 烷二异氰酸酯以及〇. 1-0. 5份的二月桂酸二丁基锡，在氮气保护下约110-120°C下反应得 到聚氨酯预聚体。
[0012] 该密封胶可采用但不限于如下方法制备：
[0013] 首先，按照上述方法制备聚氨酯预聚体备用。然后，将环氧类硅烷和氨基类硅烷混 合，放置约15-18小时以上；然后，加入聚氨酯预聚体、邻苯二甲酸脂，轻钙，重钙，纳米Ti0 2 粉，-200目SiC，膨润土和辛酸亚锡在真空状态下混合而成膏状密封胶。
[0014] 本发明通过对现有技术的填料进行了如下改进大幅提高了玻璃胶的性能，获得了 有益的技术效果：
[0015] 优化填料组成，其中包括如下方面：a.选择组分：确定轻钙、重钙、纳米Ti02粉、 SiC和膨润土作为填料；b.确定含量：轻钙18-22份，重钙25-27份，纳米110 2粉4-6 份，-200目SiC粉4-6份，膨润土 5-7份；c.确定粒度，包括采用纳米1102粉，并限定SiC的 粒度为-200目，其中纳米Ti0 2粉尤为选择的重点，通常微米级Ti02粉作为颜料（钛白粉） 或填料起到的作用众所周知，但添加纳米Ti0 2粉后，对性能有极大幅度的提升，已经超越了 颜料和填料的范畴，对整个玻璃胶的综合性能起了重要的影响。实验表明，上述组分的选 取、含量的确定以及粒度的选择具有相互协调的作用关系，增加其他组分或减少某种组分、 含量以及粒度的变动均达不到本申请要达到的性能指标。
[0016] 本发明具有如下有益效果：
[0017] 1)本发明的聚氨酯密封胶弹性好，具有优良回弹性，可适合于动态接缝；
[0018] 2)本发明的聚氨酯密封胶具有优良的耐磨性，硬度（肖氏A)达38-40 ;低温柔软 性好，断裂伸长率（％ )达280-320 ;机械强度大，拉伸强度（MPa)达2. 5-2. 7 ;粘接性好；耐 候性好，使用寿命可长达15~20年。
【具体实施方式】
[0019] 实施例一
[0020] -种单组份弹性聚氨酯密封胶，该密封胶以重量份计由下列组份组成：聚氨酯预 聚体100份，邻苯二甲酸脂60份，轻钙22份，重钙25份，纳米1102粉6份，-200目SiC粉 4份，膨润土 7份，辛酸亚锡0. 5份，环氧类硅烷1. 5份，氨基类硅烷0. 5份，其中所述的聚氨 酯预聚体采用如下方法制备：将以重量份计为65份的聚氧化丙烯二元醇、15份的聚氧化丙 烯三元醇、0. 5份的己二醇、14份的4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯以及0. 1份的二月桂酸二丁 基锡，在氮气保护下120°C下反应得到聚氨酯预聚体。
[0021] 实施例二
[0022] -种单组份弹性聚氨酯密封胶，该密封胶以重量份计由下列组份组成：聚氨酯预 聚体100份，邻苯二甲酸脂70份，轻钙18份，重钙27份，纳米1102粉4份，-200目SiC粉 6份，膨润土 5份，辛酸亚锡0. 7份，环氧类硅烷0. 5份，氨基类硅烷1. 5份，其中所述的聚氨 酯预聚体采用如下方法制备：将以重量份计为75份的聚氧化丙烯二元醇、10份的聚氧化丙 烯三元醇、2份的己二醇、12份的4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯以及0. 5份的二月桂酸二丁基 锡，在氮气保护下约ll〇°C下反应得到聚氨酯预聚体。
[0023] 实施例三
[0024] -种单组份弹性聚氨酯密封胶，该密封胶以重量份计由下列组份组成：聚氨酯预 聚体100份，邻苯二甲酸脂65份，轻钙20份，重钙26份，纳米1102粉5份，-200目SiC粉 5份，膨润土 6份，辛酸亚锡0. 6份，环氧类硅烷1份，氨基类硅烷1份，其中所述的聚氨酯预 聚体采用如下方法制备：将以重量份计为70份的聚氧化丙烯二元醇、13份的聚氧化丙烯三 元醇、1. 4份的己二醇、13份的4,4' -二苯甲烷二异氰酸酯以及0. 3份的二月桂酸二丁基 锡，在氮气保护下约115°C下反应得到聚氨酯预聚体。
[0025] 实施例一至三的密封胶的性能指标如下：
[0026]
[0027]
【主权项】
1. 一种单组份弹性聚氨酯密封胶，其特征在于，该密封胶以重量份计由下列组份组成： 聚氨酯预聚体100份，邻苯二甲酸脂60-70份，轻钙18-22份，重钙25-27份，纳米110 2粉4-6 份，-200目SiC粉4-6份，膨润土 5-7份，辛酸亚锡0. 5-0. 7份，环氧类硅烷0. 5-1. 5份，氨 基类硅烷0. 5-1. 5份，其中所述的聚氨酯预聚体采用如下方法制备：将以重量份计为65-75 份的聚氧化丙烯二元醇、10-15份的聚氧化丙烯三元醇、0. 5-2份的己二醇、12-14份的4， 4'-二苯甲烷二异氰酸酯以及0. 1-0. 5份的二月桂酸二丁基锡，在氮气保护下约110-120°C 下反应得到聚氨酯预聚体。
【专利摘要】本发明公开了一种单组份弹性聚氨酯密封胶，该密封胶以重量份计由下列组份组成：聚氨酯预聚体100份，邻苯二甲酸脂60-70份，轻钙18-22份，重钙25-27份，纳米TiO2粉4-6份，-200目SiC粉4-6份，膨润土5-7份，辛酸亚锡0.5-0.7份，环氧类硅烷0.5-1.5份，氨基类硅烷0.5-1.5份，其中所述的聚氨酯预聚体采用如下方法制备：将以重量份计为65-75份的聚氧化丙烯二元醇、10-15份的聚氧化丙烯三元醇、0.5-2份的己二醇、12-14份的4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯以及0.1-0.5份的二月桂酸二丁基锡，在氮气保护下约110-120℃下反应得到聚氨酯预聚体。
【IPC分类】C08G18-48, C08G18-76, C09J11-06, C09J11-04, C09J175-08, C08G18-66, C08G18-12, C08G18-32
【公开号】CN104845580
【申请号】CN201510249119
【发明人】饶玉明
【申请人】饶玉明
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月15日