一种汽车玻璃快速装配用单组份硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法与流程

本发明属于汽车用密封胶领域，具体涉及一种汽车玻璃快速装配用单组份硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法。

背景技术：

随着汽车制造工艺水平的提高、新材料新技术的采用，以及客户对汽车经济性、舒适性要求的提高，密封胶的新品种、新工艺在汽车上的应用越来越广泛，并在防震、隔热、防腐、防锈、防漏、降低噪音、减轻自重、提高汽车的舒适性以及安全性等方面有这特殊的作用。为了提高汽车的安全性，保障乘员的安全，防止在高速行进中急刹车或撞车时因车窗玻璃装配不牢而使乘客受到伤害，采用车窗玻璃直接粘接工艺是的车窗玻璃与车身结合成为一个整体，大大加强了车体的刚性，玻璃与车身结合力增加，并提高了车窗的密封效果。

目前整车厂车窗玻璃的粘接还主要沿用传统单组份聚氨酯密封胶的装配工艺，操作工艺简单便捷，力学性能优异。但是传统单组份玻璃装配胶也存在固化速度慢，初始粘接强度建立时间长的问题，从而影响整车厂的施工节奏。因此，开发新一代环保、快速固化的玻璃装配胶并逐步替代单组份聚氨酯胶是今后的发展趋势。

而为了实现在整车厂施工现场的快速装配，现阶段提升产品的固化速度主要采用双组份技术方案，不同于单组份由表及里的固化模式，双组份密封胶可以实现表里同时固化，因此在快速固化上具有非常大的优势，但相较单组份的操作而言，双组份胶在整车厂施工现场的施工操作复杂，对于操作工的技能要求非常高，若不能达到技能要求则会导致操作便利性不佳常常前期处理就要浪费掉很多加工时间。

再进一步演变的单组份的硅烷改性聚醚密封胶的初始粘接强度(4h粘接强度)在实际的应用当中发现还是不够高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术难点是在保证了密封胶足够粘接强度的同时，提升单组份硅烷改性聚醚密封胶的初始粘接强度(4h粘接强度)。

本发明的目的之一在于提供一种汽车玻璃快速装配用单组份硅烷改性聚醚密封胶。

本发明的目的之二在于提供所述汽车玻璃快速装配用单组份硅烷改性聚醚密封胶的制备方法。

为了实现本发明的目的之一，所采用的技术方案是：

一种汽车玻璃快速装配用单组份硅烷改性聚醚密封胶，按重量份数计，包括如下组成部分：

其中，所述硅烷改性聚醚树脂为甲基二甲氧基硅烷改性聚醚与三甲氧基硅烷改性聚醚的混合物，其中甲基二甲氧基硅烷改性聚醚的黏度为10000mpa.s～50000mpa.s；三甲氧基硅烷改性聚醚的黏度为10000mpa.s～30000mpa.s；所述的硅烷改性聚醚树脂的复配比例(重量份数比)为甲基二甲氧基硅烷改性聚醚/三甲氧基硅烷改性聚醚为2～4:1。

在本发明的一个优选实施例中，所述甲基二甲氧基硅烷改性聚醚为sax260、s303h、sax350、sax400以及sax750中的任意一种或多种。

在本发明的一个优选实施例中，所述三甲氧基硅烷改性聚醚为sax530、sax580中的任意一种或多种。

在本发明的一个优选实施例中，所述环保型增塑剂为聚丙二醇2000、聚丙二醇3000、环己烷1，2-二甲酸二异壬基酯、邻苯二甲酸二异壬酯以及烷基磺酸苯酯中的任意一种或多种。

在本发明的一个优选实施例中，所述填料为活性纳米碳酸钙、硅微粉、高岭土以及活性碳酸钙中的任意一种或多种。

在本发明的一个优选实施例中，所述补强材料为比表面为120m²/g～140m²/g的粉状炭黑或气相白炭黑的任意一种。

在本发明的一个优选实施例中，所述的触变剂为低温活化用聚酰胺蜡、气相二氧化硅中的任意一种或多种。

在本发明的一个优选实施例中，所述紫外吸收剂为2-(2’-羟基-3’,5’-二叔戊基苯基)苯并三唑(tinuvin328)、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑(tinuvin326)、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)-苯并三唑(uv-p)、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)-5-氯-苯并三唑(tinuvin327)、2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)-苯并三唑(tinuvin5411)、2-2’-亚甲基-(6-(2h-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚(tinuvin5431)中的任意一种或多种。

在本发明的一个优选实施例中，所述光稳定剂为聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯(tinuvin622)、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯(tinuvin770)、葵二酸双1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯(tinuvin523)中的任意一种或多种。

在本发明的一个优选实施例中，所述抗氧剂为β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯(irganox1010)、3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸十八碳醇酯(irganox1076)、n，n-双-[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]-1,6-己二胺(irganox1098)、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯(irganox245)、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三酮(irganox3114)、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(irgafos168)、双(3,5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(irgafos126)、3,3-硫代丙酸月桂醇酯(dltdp)中的任意一种或多种。

在本发明的一个优选实施例中，所述除水剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基二甲氧基硅烷中的任意一种或多种；所述的交联剂为正硅酸乙酯。

在本发明的一个优选实施例中，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷以及n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或多种。

在本发明的一个优选实施例中，所述催化剂为多烷氧基型钛酸酯、二月桂酸二正辛基锡、双(乙酰丙酮酸)二丁基锡与二烷氧基钛双(β-二酮酯)配合物中的任意一种或多种。

为了实现本发明的目的之二，所采用的技术方案是：

一种汽车玻璃快速装配用单组份硅烷改性聚醚密封胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)将纳米填料与补强填料在110℃～130℃条件下干燥2.5～3.5小时，备用；

(2)行星釜中依次加入硅烷改性聚醚树脂、环保型增塑剂、触变剂、填料、补强材料及质量份数为15％～25％的除水剂，高速分散30min～40min；然后在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～30min；

(3)依次加入紫外吸收剂、光稳定剂、抗氧剂、正硅酸乙酯、偶联剂、质量份数为75％～85％的除水剂以及催化剂并混合均匀，在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～40min，出料即得产品。

本发明的有益效果在于：

本发明在保证密封胶足够粘接强度的同时，通过采用不同反应活性的两种硅烷改性聚醚树脂的复配以及交联固化体系，提升了单组份硅烷改性聚醚密封胶的初始粘接强度(4h粘接强度)，从而实现了快速粘接定位的功能；节约了现场操作时间，简化现场的操作流程。可明显提高整车厂的生产装配效率。

附图说明

图1为现有双组份包装示意图1。

图2为现有双组份包装示意图2。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明的技术要点：

本专利采用不同反应活性的树脂复配体系、正硅酸乙酯与催化剂的协同作用，催化形成具有互穿网络的交联体系，从而有效地改善了本产品的固化性能，提高了初始粘接强度，从而实现了快速粘接定位的功能；本专利产品的生产工艺简单、易实现规模化生产，可广泛应用并明显提高整车厂的生产装配效率。

本发明的复配原理在于：

三甲氧基硅烷改性聚醚的端基具有非常高的反应活性，在交联剂与催化剂的协同作用下，可以迅速与环境中的湿气进行反应，并形成初步的交联结构，从而赋予产品初期必要的粘接强度；相比而言，二甲氧基硅烷改性聚醚的端基活性较低，且反应速度滞后于三甲氧基硅烷改性聚醚，随着时间的延续，二甲氧基硅烷改性聚醚树脂继续参与交联反应，从而形成互穿网络的结构，进一步提升产品的最终粘接强度，并且保证了该产品具有非常有利的力学性能。与此同时，多次试验结果表明，两种硅烷改性聚醚树脂的复配比例介于2～4:1之间效果最突出，当三甲氧基硅烷改性聚醚的占比更高时，所得到的产品的交联密度高，初始粘接强度可以满足快速固化的要求，但同时产品发脆，且拉断伸长率不能满足标准的要求；当三甲氧基硅烷改性聚醚的占比更低时，所得到产品的初期粘接强度无法满足快速固化的要求。

性能测试

本发明中，性能测试采用如下方法：

密封胶的拉伸强度及断裂伸长率的测试方法：参考gb/t528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定方法(ⅱ型哑铃片)；

密封胶的初始粘接强度的测试方法：参考gb/t7124-2008胶粘剂拉伸剪切强度的测定(刚性材料对刚性材料)。

实施例1

实施例1的组份的重量份数比例如下表1：

表1

制备方法

(1)将纳米碳酸钙与高比表炭黑在120℃条件下干燥3小时，备用；

(2)行星釜中依次加入s303h、sax530、烷基磺酸苯酯、聚酰胺蜡、纳米碳酸钙、高比表炭黑及质量份数20％的乙烯基三甲氧基硅烷，高速分散30min～40min；然后在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～30min；

(3)依次加入tinuvin326、tinuvin770、irganox1010、正硅酸乙酯、质量份数80％的乙烯基三甲氧基硅烷以及双(乙酰丙酮酸)二丁基锡并混合均匀，在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～40min，出料即得。

实施例2

实施例2的组份的重量份数比例如下表2：

表2

制备方法

(1)将纳米碳酸钙与高比表炭黑在120℃条件下干燥3小时，备用；

(2)行星釜中依次加入sax400、sax580、烷基磺酸苯酯、聚酰胺蜡、纳米碳酸钙、高比表炭黑及质量份数20％的乙烯基三甲氧基硅烷，高速分散30min～40min；然后在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～30min；

(3)依次加入tinuvin326、tinuvin770、irganox1010、正硅酸乙酯、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、质量份数80％的乙烯基三甲氧基硅烷以及双(乙酰丙酮酸)二丁基锡并混合均匀，在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～40min，出料即得。

实施例3

实施例3的组份的重量份数比例如下表3：

表3

制备方法

(1)将纳米碳酸钙与高比表炭黑在120℃条件下干燥3小时，备用；

(2)行星釜中依次加入sax400、sax580、环己烷1，2-二甲酸二异壬酯、聚酰胺蜡、纳米碳酸钙、高比表炭黑及质量份数20％的乙烯基三甲氧基硅烷，高速分散30min～40min；然后在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～30min；

(3)依次加入tinuvin326、tinuvin770、irganox1010、正硅酸乙酯、质量份数80％的乙烯基三甲氧基硅烷以及双(乙酰丙酮酸)二丁基锡并混合均匀，在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～40min，出料即得。

实施例4

实施例4的组份的重量份数比例如下表4：

表4

制备方法

(1)将纳米碳酸钙与高比表炭黑在120℃条件下干燥3小时，备用；

(2)行星釜中依次加入sax350、sax580、邻苯二甲酸二异壬酯、聚酰胺蜡、纳米碳酸钙、高比表炭黑及质量份数20％的乙烯基三甲氧基硅烷，高速分散30min～40min；然后在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～30min；

(3)依次加入tinuvin326、tinuvin770、irganox1010、正硅酸乙酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、质量份数80％的乙烯基三甲氧基硅烷以及双(乙酰丙酮酸)二丁基锡并混合均匀，在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～40min，出料即得。

对比例1

对比例1的组份的重量份比例如下表5：

表5

制备方法

(1)将纳米碳酸钙与高比表炭黑在120℃条件下干燥3小时，备用；

(2)行星釜中依次加入sax750、邻苯二甲酸二异壬酯、聚酰胺蜡、纳米碳酸钙、高比表炭黑及质量份数20％的乙烯基三甲氧基硅烷，高速分散30min～40min；然后在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～30min；

(3)依次加入tinuvin326、tinuvin770、irganox1010、正硅酸乙酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、质量份数80％的乙烯基三甲氧基硅烷以及双(乙酰丙酮酸)二丁基锡并混合均匀，在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～40min，出料即得。

对比例2

对比例2的组份的重量份比例如下表6：

表6

制备方法

(1)将纳米碳酸钙与高比表炭黑在120℃条件下干燥3小时，备用；

(2)行星釜中依次加入sax400、邻苯二甲酸二异壬酯、聚酰胺蜡、纳米碳酸钙、高比表炭黑及质量份数20％的乙烯基三甲氧基硅烷，高速分散30min～40min；然后在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～30min；

(3)依次加入tinuvin326、tinuvin770、irganox1010、、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、质量份数80％的乙烯基三甲氧基硅烷以及双(乙酰丙酮酸)二丁基锡并混合均匀，在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～40min，出料即得。

对比例3

对比例3的组份的重量份数比例如下表7：

表7

制备方法

(1)将纳米碳酸钙与高比表炭黑在120℃条件下干燥3小时，备用；

(2)行星釜中依次加入sax350、邻苯二甲酸二异壬酯、聚酰胺蜡、纳米碳酸钙、高比表炭黑及质量份数20％的乙烯基三甲氧基硅烷，高速分散30min～40min；然后在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～30min；

(3)依次加入tinuvin326、tinuvin770、irganox1010、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、质量份数80％的乙烯基三甲氧基硅烷以及双(乙酰丙酮酸)二丁基锡并混合均匀，在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～40min，出料即得。

对比例4

对比例4的组份的重量份数比例如下表8：

表8

制备方法

(1)将纳米碳酸钙与高比表炭黑在120℃条件下干燥3小时，备用；

(2)行星釜中依次加入sax580、sax350、邻苯二甲酸二异壬酯、聚酰胺蜡、纳米碳酸钙、高比表炭黑及质量份数20％的乙烯基三甲氧基硅烷，高速分散30min～40min；然后在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～30min；

(3)依次加入tinuvin326、tinuvin770、irganox1010、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、质量份数80％的乙烯基三甲氧基硅烷以及双(乙酰丙酮酸)二丁基锡并混合均匀，在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～40min，出料即得。

对比例5

对比例5的组份的重量份数比例如下表9：

表9

制备方法

(1)将纳米碳酸钙与高比表炭黑在120℃条件下干燥3小时，备用；

(2)行星釜中依次加入sax580、sax400、邻苯二甲酸二异壬酯、聚酰胺蜡、纳米碳酸钙、高比表炭黑及质量份数20％的乙烯基三甲氧基硅烷，高速分散30min～40min；然后在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～30min；

(3)依次加入tinuvin326、tinuvin770、irganox1010、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、质量份数80％的乙烯基三甲氧基硅烷以及双(乙酰丙酮酸)二丁基锡并混合均匀，在真空度为-0.09mpa～-0.1mpa的条件下搅拌20min～40min，出料即得。

将上述实施例和对比例制备的单组分硅烷改性聚醚密封胶进行力学性能测试，主要测试指标包含密封胶的拉伸强度、伸长率、4h剪切强度(初始粘接强度)。结果如表10所示。

表10各实施例硅烷改性聚醚密封胶力学性能测试结果。

表10

与现有双组份材料在施工上的对比：

而现有的双组份施工包装如图1、2，双组份密封胶分为a、b组分，其中一般a组分为主剂，b组分为催化体系。通过图2的设备挤出，然后通过挤出尖嘴进行ab混合，再施胶到基材表面。与单组分由表及里的固化方式不同，双组份为内外同时固化，这样就需要保证尖嘴里a/b混合的时间需要很短，且混合后尖嘴里面的胶也必须马上用完，不然就需要频繁更换尖嘴，相比普通单组分尖嘴，该胶嘴的成本更高。

双组份因为其复杂的现场配置工艺，实际上虽然其在固化时间上有优势，但是由于复杂的复配工艺导致其最终花费的时间和成本更多。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。