一种混杂固化聚氨酯结构胶及其制备方法与流程

本发明涉及聚氨酯结构胶，尤其涉及一种混杂固化聚氨酯结构胶及其制备方法。

背景技术：

1、汽车工业是国民经济的支柱产业，它与人们的生活息息相关，已成为现代社会必不可少的组成部分。但是，以石油为燃料的传统汽车工业，在为人们提供快捷、舒适的交通工具的同时，增加了国民经济对化石能源的依赖，加深了能源生产与消费之间的矛盾。随着资源与环境双重压力的持续增大，发展新能源汽车已经成为未来汽车工业发展的必然趋势。

2、随着汽车使用率的增长，我国城市的二氧化碳污染、排检问题很是严峻，根据我国在2020年gdp二氧化碳的排放指标：二氧化碳排放量要降到2005年的40％--45％以下。要实现这个目标，新能源在未来必然发挥不可代替的作用。随着环境污染越来越严重，广大人民群众对拥有一个好的生活环境，呼吸新鲜的空气越来越渴望。而新能源汽车的零排放无污染的特性受到了广大消费群体的青睐。

3、对于电动汽车使用工况来说，电池经常处于充放电状态，高温状态比较普遍，北方天气较冷，冬天低温时间长，这种高低温的工况对胶水在高温和低温状态下的强度以及模量和可靠性等提出了更高的要求，普通的聚氨酯胶粘剂可能无法同时保证高温强度和低温柔韧性，因此，亟需开发一种能够同时保证高温强度和低温柔韧性的聚氨酯结构胶。

技术实现思路

1、根据以上现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种混杂固化聚氨酯结构胶及其制备方法，本发明制备的聚氨酯结构胶综合环氧的耐高温、硅胶的耐低温、橡胶的高拉伸强度等特点，可以有效满足汽车高低温工况下的运行情况，在高温和低温下模量变化小，粘接强度高，拉伸强度高，并且相较于传统的ms和环氧混杂固化，固化深度更好，双85耐候性老化更优异，成本更具有优势。

2、为实现以上目的，所采用的技术方案是：

3、本发明的目的之一在于提供一种混杂固化聚氨酯结构胶，包括a组分和b组分，按重量份计，

4、a组分包括：

5、 蓖麻油改性多元醇1 5-25份 蓖麻油改性多元醇2 5-25份 聚醚改性硅烷 3-10份 环氧树脂 3-11份 端羟基聚丁二烯 3-11份 炭黑 0.1-1份 重钙填料 15-40份 气相二氧化硅 1-3份 催化剂 0.1-1份 除水剂 1-4份

6、b组分包括：

7、

8、

9、进一步，所述a组分和b组分的重量比为(1-3):1；所述端活性基聚丁二烯平均相对分子量为5600g/mol，其制备方法包括如下步骤：

10、(1)端羟基聚丁二烯(htpb)(淄博齐龙化工有限公司，羟值5.2×10-4mol.g-1)200g和0.5g三丁基磷(阿拉丁试剂)加入四口烧瓶中，加入20g乙醇(阿拉丁试剂)，插上温度计和冷凝管，并充满氮气进行搅拌；

11、(2)边搅拌边加入马来酸酐(阿拉丁试剂)66g，加热油浴锅设置温度125℃，控制反应体系温度为120℃，通过冷凝管分离出酯化反应产生的水分，反应6h；

12、(3)观察体系基本无冷凝水生成，收集器中冷凝水质量不再增加时，抽真空，将体系内多余的乙醇和水分脱离干净，制得所需端活性基聚丁二烯。

13、涉及的基础反应方程式如下图所示：

14、

15、所生成的端活性基聚丁二烯是双官端羧基聚丁二烯和端羟羧基聚丁二烯的混合物，其中绝大部分都是双官端羧基聚丁二烯。

16、进一步，蓖麻油改性多元醇1官能度为3.5，羟值为160-180mgkoh/g，优选为basfsovermol 805。

17、进一步，蓖麻油改性多元醇2官能度为3.5，羟值为280-320mgkoh/g，优选为alb0dur 941。

18、进一步，聚醚改性硅烷官能度为2，分子量为2500，羟值为55-65mgkoh/g，优选为迈图股份有限公司l1160。

19、进一步，环氧树脂为高纯双酚a型环氧树脂，优选为日本dic株式会社，850crp。

20、进一步，端羟基聚丁二烯分子量为2800，优选为cray valley poly bd r45。

21、进一步，炭黑优选为cabot e200。

22、进一步，除水剂为3a分子筛活化粉，优选为建龙微纳新材料股份有限公司jlh-03-b。

23、进一步，气相二氧化硅优选为湖北汇富纳米材料股份有限公司hl-151。

24、进一步，催化剂为金属催化剂，优选为广州优润化学有限公司cat-rm301。

25、进一步，重钙填料为1250目，优选为山东中天矿业有限公司超细重钙1250目。

26、进一步，聚酯二元醇分子量为2500g/mol，羟值为38-44mgkoh/g，优选为北京佰源化工有限公司by-3026。

27、进一步，异氰酸酯为液化mdi，优选为万华化学mdi-100l。

28、进一步，润湿分散剂优选为广州优润化学有限公司yrfc-11。

29、进一步，钛白粉优选为chemours r900。

30、本发明的目的之二在于提供一种上述聚氨酯结构胶的制备方法，包括以下步骤：按重量份或体积份称取a组分和b组分各物质，各自混合后搅拌均匀，单独封装保存。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

32、本聚氨酯结构胶中通过引入自制端活性基聚丁二烯，能有效提高胶水对铝等基材的附着力，通过引入环氧树脂能有效地和羧基进行交联保证胶体在80℃以上时模量和强度衰减较少，克服聚氨酯胶不耐高温的状态，通过聚醚改性硅烷的引入和异氰酸酯基发生反应能有效地将长硅链结构接入到交联网络中，给体系提供更好的柔韧性和更强的耐低温性，在极低温度时保证胶水模量不升高，同时端羟基聚丁二烯和自制端活性基聚丁二烯的存在使胶水具有一种橡胶态，具有模量低、拉伸强度高的特点，同时具备低介电和耐高湿热性，搭配着传统高官能度聚氨酯树脂使整个胶体具有高强度、高交联密度的特点，同时环氧、聚氨酯和有机硅结构的存在使本发明聚氨酯结构胶在各种工况下均能保证极为优秀的剪切强度和稳定的模量。

33、本发明结构胶具有较低模量，模量随温度变化小，并且强度高，耐湿热性好，高低温冲击条件下强度变化小，本体自聚，相较于ms和环氧混杂固化，固化深度高，利于各种复杂环境施胶，对铝基材粘接性能优良。