应用于工业涂装,黏合剂和密封胶的具有低粘度的拉伸及蠕变性能的湿气固化聚合物组合物的制作方法_3

文档序号:9592222阅读:来源:国知局
加的是密封胶或者黏合剂的催化剂。
[0045]39.在使用本发明树脂的硅烷封端聚氨酯合成物中的催化剂是金属络合物。丙基三甲氧基硅烷封端聚合物在一点如二月桂酸二丁基锡或者乙酸二丁基锡等锡络合物催化剂下就能很容易固化。这些三甲氧基封端的合成物非常适用于建筑胶,因为低量的催化剂会有抗紫外线降解的效果。当锡催化剂不能使用时,也可以用钛螯合催化剂。虽然锡催化剂确实能提供防霉的效果。因为这项优势,二月桂酸二丁基锡催化剂经常被用于建筑聚氨酯胶。
[0046]40.对于本发明,丙基甲基二甲氧基封端或者丙基三乙氧基封端或者两种烷氧基混用的聚合物,可以不需要使用含锡量更高的催化剂。可以使用如TIB公司的产品TIB KAT226或者罗姆哈斯公司的产品Metatin 740等二酮二丁基锡催化剂。需要的用量大概在对于聚合物来说2.0%重量百分比,并且氨基硅烷粘结促进剂也能起到帮助湿气固化的作用。汽车工业类黏合剂的表干时间可以减少到10分钟。这些合成物通常不会像在建筑产品中那样直接暴露在太阳下,所以耐候性和抗紫外性也有限。但是其抗紫外性会强于用芳香族异氰酸酯交联的聚氨酯黏合剂。
[0047]41.丙基甲基二甲氧基封端聚合物合成物在工业领域密封胶的使用需要快速固化和对玻璃等其他基材表面良好的粘接力。因此需要粘结硅烷,常用的是Ν(β_氨乙基)-γ -氨丙基三甲氧基硅烷,信越公司出售的ΚΒΜ603正是此产品。这种胺相对于二酮二丁基锡主催化剂来说,可以作为副催化剂。有许多粘接硅烷可以被使用,每种都相对于某种特定的基材表面有粘接促进作用。
[0048]42.此发明合成物将会用一下聚合物和实验室级别黏合剂混合的例子来阐述。在任何情况下不作为限定使用。
[0049]43.拉伸强度是根据美国实验材料科学会(ASTM)D1708标准来测量。肖氏硬度A根据美国实验材料科学会(ASTM)衡量弹性体模量D2240标准来测试。粘度根据美国实验材料科学会(ASTM)D2196标准里描述的布鲁克费尔德粘度仪,以Mpa_s为单位来测试。
[0050]例1
[0051]44.根据配方6的一个聚合物合成物。
[0052]45.使用双金属氰化络合物催化剂工艺制备的二元8000分子量,羟值14.1的聚丙二醇可以从中国的中石化公司买到。该聚丙二醇通过抽真空和加热的方法将其含水量减少到48ppm。将其放入实验室级别的玻璃反应釜内,用油浴锅加热来放置某个部位过热。在磁力搅拌,真空和充氮气的情况下,加入2000克聚醚多元醇,并在轻微真空度和良好的搅拌状态下加热到75摄氏度。然后停掉抽真空,充入氮气覆盖,将125克的异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷加入,搅拌10分钟。在初步混匀后,加入0.25克Coscat 83铋催化剂,随后通过岛津的傅里叶变换红外光谱仪器检测反应进程。当NC0基团在2272cm-l峰处减小的同时,C = 0基团在1720cm-l峰处以相似的速率增加,这是因为聚醚多元醇的加盖接枝反应正在进行。同时,小一些的在3500cm-l处的轻基峰降低,而3301cm-l处的NH峰以同样的速率升尚ο
[0053]46.反应大约在2.5小时后结束,将混合物冷却到30摄氏度。当混合物冷却到30摄氏度时,加入21克的高纯甲醇和21克的乙烯基硅烷并搅拌均匀。聚合物的粘度降低会立即被观察到。甲醇的加入确保了任何未反应的NC0基团被中和,因此聚合物不含有任何异氰酸酯。而且在2272cm-l的NC0红外吸收峰处也看不到任何痕迹。
[0054]47.聚合物的粘度在25摄氏度的时候测量为2500Mpa_s,这几乎和起始聚醚的粘度一样。取样聚合物,并将之在2%的TIB KAT226和1%的KH792氨基硅烷下固化。在5天固化后,固化样测试的肖氏硬度是42A。
[0055]48.这种固化后肖氏硬度42A的低粘度聚合物适合于工业黏合剂合成物。这也展示了本发明甲醇和乙烯基硅烷的加入能减少氨基甲酸酯基团的氢键,生产出极低粘度的并因此能和大量沉淀碳酸钙混合制备高粘度黏合剂,密封胶和涂料的聚合物。在真空和剪切时产生热的混合情况下,甲醇和乙烯基硅烷两种添加剂同时能去除沉淀碳酸钙和其它矿物填料中的水分。这种极低粘度的聚合物也可以用来和其它较高粘度的聚合物混合使用。
[0056]49.例 2
[0057]50.根据配方3制备的一种聚合物混合物以及使用该聚合物制备黑色的工业黏合剂。
[0058]51.一种通过最新双金属氰化络合物催化工艺制备的日本生产的二元低一元醇聚丙二醇,分子量在12000左右,羟值是9.6。该二醇通过如例1中方法蒸掉水分,然后将4000克蒸过的二醇倒入上文所述的实验室级反应釜内,在真空下加热到40摄氏度。然后通入氮气,加入81克的异佛尔酮二异氰酸酯搅拌10分钟。再加入1克K-Kat226铋催化剂,用傅里叶变换红外光谱仪来监测反应进程。当异佛尔酮二异氰酸酯的近一半NC0基团与一半的羟基反应掉后,在40摄氏度时加入环己基氨基丙基甲基二甲氧基硅烷,与剩余的NC0基团发生非常快速的反应,生成如配方3所描述的一半的聚丙二醇聚合物上接枝加盖烷氧基加成物。
[0059]52.混合物随后加热到75摄氏度,加入华盛精化工公司生产的异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷FC25,然后反应3小时。直到在2272cm-l处几乎看不到NC0基团的峰,而在3500cm-l处也几乎看不到轻基峰。
[0060]53.其混合物的粘度会比例1要高。冷却至30摄氏度,加入40克纯甲醇和40克乙烯基硅烷。在随后的12小时,聚合物的粘度会降低,因为尿素里的氢键需要时间形成。混合物的粘度第二天在25摄氏度测得19000Mpas.随后的几个批次的粘度最高的上升了3000Mpas.
[0061]54.例2的发明聚合物随后用来制作工业密封胶。第一步,在实验室级别的三杆搅拌釜内,加入1000克聚合物,1200克Ultra Pflex的沉淀碳酸钙以及50克炭黑,并在高剪切力和高真空度状态下将聚合物在粉料里分散,并去除水分。第二步,关闭真空,通入氮气,加入50克乙烯基硅烷来对黏合剂混合物化学除水。第三步,加入20克KH792粘结促进剂硅烷,10克Tinuivin 765紫外吸收剂和10克1076抗氧化剂。最后,在氮气保护下,加入20克KRA-1 二酮二丁基锡催化剂。将混合物挤进香肠包装袋中,并制作固化样。
[0062]55.经过5天固化后,黏合剂合成物的实验室固化样通过美国实验材料科学会(ASTM)标准测试。拉伸断裂时,拉伸强度是3.4Mpa,伸长率是250%。在25摄氏度下,表干时间是15分钟。肖氏硬度达到62A,固化样中导致沾手的基团量低,不怎么沾手。
[0063]56.使用烷氧基接枝加盖的聚合物制作的黏合剂合成物适用于汽车挡风玻璃黏合剂的替代品。亦可作为不含溶剂和异氰酸酯替代一般用于火车,房车和许多其它应用领域使用的黏合剂。
[0064]57.例 3
[0065]58.根据配方5的一种聚合物合成物,以及使用该聚合物的白色黏合剂合成物
[0066]59.通过双金属氢化络合物催化剂工艺,中石化生产的分子量8000左右,羟值14的一种二元聚丙二醇。该聚醚是半饱和且含水分,所以将之用真空和加热的方法减少水分到36个ppm,根据卡尔费休水分仪的检测结果显示。1500克干燥过的聚丙二醇加入到实验室反应釜内,在通氮气的情况下,加热到30摄氏度。然后加入83克的异佛尔酮二异氰酸酯,搅拌10分钟。再加入0.3克的Co
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