一種硅烷封端聚氨酯預(yù)聚物的合成方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種硅烷封端聚氨酯預(yù)聚物的合成方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，硅烷封端聚氨酯應(yīng)用技術(shù)越來越廣泛。通常的技術(shù)路線是先用聚醚或聚酯二元醇和二異氰酸酯反應(yīng)，得到端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚物，再與帶有活性氫的硅氧基硅烷反應(yīng)，得到硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚物。基于此種合成方法得到的預(yù)聚物為線性低聚物，相對端NCO基封閉率不全，硅烷的官能度化相對較低，應(yīng)用于膠粘劑的原料配合物，一是無法有效得到預(yù)先設(shè)計的粘接力，二是貯存穩(wěn)定性和耐候性也無法得到有效提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中相對端NCO基封閉率不全，烷氧基官能度較低的情況，粘接力差的問題，本發(fā)明提供了一種硅烷封端的聚氨酯低聚物，烷氧基官能度可達(dá)8-10，此預(yù)聚物可廣泛應(yīng)用于膠粘劑配方，可以明顯增加膠粘劑的貯存穩(wěn)定性和提高界面粘接力。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:
先使分子量為2000的聚醚二元醇與二苯基甲烷二異氰酸酯(MD1-100)進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)生成端NCO基聚氨酯預(yù)聚物，NCO含量控制為10-15% ;
而后將反應(yīng)物再與雙-(3-甲氧基硅丙基)胺或雙-(3-乙氧基硅丙基)胺進(jìn)行聚合反應(yīng)，通過計算設(shè)計，使得NCO封閉率控制在90%左右，得到交聯(lián)型端NCO低聚物和部分端NCO預(yù)聚物的混合物，NCO含量控制在3-4% ；
反應(yīng)完成后，滴加N-正丁基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，將未完全封閉的3-4%余量的NCO官能團(tuán)全部封端，并同時調(diào)整粘稠度，得到一款硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚物。
[0005]進(jìn)一步具體的合成技術(shù)條件如下:
第一步，將稱量好的分子量為2000的聚醚二元醇(市售牌號為D2120，羥值56)放入三口燒瓶中，在120±5°C下真空脫水2~3h，然后降溫至60°C以下，分次加入計量好的二苯基甲烷二異氰酸酯(MD1-100)，控制反應(yīng)溫度80±5°C，反應(yīng)2h ;
第二步，第一步完成后降溫至60°C以下，用滴液漏斗開始滴加雙[3-(三甲氧基硅)丙基]胺(市售牌號為Dynasylan 1124)或雙[3_(三乙氧基硅)丙基]胺(市售牌號為Dynasylan 1122)，滴加速度為1_2滴每秒，控制反應(yīng)溫度為80±5°C，直至滴加完成后，繼續(xù)反應(yīng)2h，反應(yīng)完成后，降溫，充氮?dú)獗Ｗo(hù)；
第三步，第二步反應(yīng)完成后，用滴液漏斗開始滴加N-正丁基-3-氨丙基三甲氧基硅烷(市售牌號為Dynasylan 1189)，滴加速度為1_2滴每秒，控制反應(yīng)溫度為80 ±5 °C，直至滴加完成后，繼續(xù)反應(yīng)2h，反應(yīng)完成后，得到膠粘劑用預(yù)聚物。
[0006]本發(fā)明還涉及這種硅烷封端聚氨酯預(yù)聚物在膠粘劑以及在聚氨酯熱熔膠中的應(yīng)用。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備的預(yù)聚物中，作為軟段的聚硅氧烷鏈段和聚醚鏈段在使用溫度區(qū)處于粘彈態(tài)，而硬段如氨基甲酸酯基、脲基處于玻璃態(tài)或結(jié)晶態(tài)，軟段的存在使材料具有良好的彈性，硬段部分作為物理交聯(lián)點(diǎn)使材料強(qiáng)度增加，使用本發(fā)明的預(yù)聚物制成反應(yīng)性聚氨酯熱熔膠，除了不產(chǎn)生氣泡外，還可降低極性聚氨酯膠黏劑的表面能，實現(xiàn)對低極性材料的浸潤粘接。
[0008]
【具體實施方式】
[0009]實施方式1:
稱量聚醚二元醇(市售牌號為D2120，羥值56) 132克放入到三口燒瓶中，在120±5°C下真空脫水2.5h，然后降溫至60°C以下，分次加入計量好的二苯基甲烷二異氰酸酯(MD1-100) 100克，控制反應(yīng)溫度80±5°C，反應(yīng)2h ；
到時間后降溫到50°C，用滴液漏斗開始滴加雙[3-(三乙氧基硅)丙基]胺(市售牌號為Dynasylan 1122)188克，滴加速度為1_2滴每秒，滴加完成后，控制反應(yīng)溫度為80±5°C，繼續(xù)反應(yīng)2h，反應(yīng)完成后，降溫，充氮?dú)獗Ｗo(hù)；反應(yīng)完成后，降溫，充氮?dú)獗Ｗo(hù)；
用滴液漏斗開始滴加N-正丁基-3-氨丙基三甲氧基硅烷(市售牌號為Dynasylan1189) 100克，滴加速度為2滴每秒，控制反應(yīng)溫度為80 ±5°C，直至滴加完成后，繼續(xù)反應(yīng)2h，反應(yīng)完成后，得到膠粘劑用預(yù)聚物。
[0010]實施方式2:
稱量聚醚二元醇(市售牌號為D2120，羥值56) 132克放入到三口燒瓶中，在120±5°C下真空脫水2.5h，然后降溫至60°C以下，分次加入計量好的二苯基甲烷二異氰酸酯(MD1-100) 100克，控制反應(yīng)溫度80±5°C，反應(yīng)2h ；
到時間后降溫到50°C，用滴液漏斗開始滴加雙[3-(三甲氧基硅)丙基]胺(市售牌號為Dynasylan 1124)150克，滴加速度為1_2滴每秒，滴加完成后，控制反應(yīng)溫度為80±5°C，繼續(xù)反應(yīng)2h，反應(yīng)完成后，降溫，充氮?dú)獗Ｗo(hù)；反應(yīng)完成后，降溫，充氮?dú)獗Ｗo(hù)；
用滴液漏斗開始滴加N-正丁基-3-氨丙基三甲氧基硅烷(市售牌號為Dynasylan1189)90克，滴加速度為2滴每秒，控制反應(yīng)溫度為80 ± 5°C，直至滴加完成后，繼續(xù)反應(yīng)2h，反應(yīng)完成后，得到膠粘劑用預(yù)聚物。
[0011]實施例3:預(yù)聚體應(yīng)用于膠粘劑。
[0012]將本發(fā)明實施例1的預(yù)聚物350份，疏水性氣相硅39份，二月桂酸二丁基錫0.4份，在無水的條件下，捏混均勻，制得一款粘接型膠粘劑。該膠粘劑室溫固化24小時后，鋁鋁粘接強(qiáng)度可達(dá)5-6MPa，室溫固化7天后，鋁鋁粘接強(qiáng)度可達(dá)1MPa以上，表現(xiàn)出優(yōu)異的粘接力。該膠粘劑初始粘度為450Pa.s，在密封容器中室溫存放21天后，粘度為460Pa.s，表現(xiàn)出良好的貯存穩(wěn)定性。
[0013]實施例4:預(yù)聚體應(yīng)用于熱熔膠。
[0014]將PUR用異氰酸酯預(yù)聚物100份，本發(fā)明實施例2的預(yù)聚物10份，增粘樹脂10份，雙(2，2-嗎啉乙基)醚0.05份，抗氧劑2份，在氮?dú)夥諊?，加熱?0度混合均勻，制得一款PUR熱熔膠。該熱熔膠對PC的粘接強(qiáng)度24小時即可以達(dá)到8MPa以上，表現(xiàn)出非常優(yōu)異的浸潤粘接能力。
【主權(quán)項】
1.一種硅烷封端聚氨酯預(yù)聚物的合成方法，包含如下步驟: O先使分子量為2000的聚醚二元醇與二苯基甲烷二異氰酸酯進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)生成端NCO基聚氨酯預(yù)聚物，NCO含量控制為10-15% ; 2)而后將反應(yīng)物再與雙-(3-甲氧基硅丙基)胺或雙-(3-乙氧基硅丙基)胺進(jìn)行聚合反應(yīng)，通過計算設(shè)計，使得NCO封閉率控制在80%左右，得到交聯(lián)型端NCO低聚物和部分端NCO預(yù)聚物的混合物，NCO含量控制在3-4% ； 3)反應(yīng)完成后，滴加N-正丁基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，將未完全封閉的3-4%余量的NCO官能團(tuán)全部封端，并同時調(diào)整粘稠度，得到一款硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅烷封端聚氨酯預(yù)聚物的合成方法，其特征在于: 步驟I)的技術(shù)條件是:將稱量好的分子量為2000的聚醚二兀醇放入三口燒瓶中，在120±5°C下真空脫水2-3h，然后降溫至60°C以下，分次加入計量好的二苯基甲烷二異氰酸酯，控制反應(yīng)溫度80 ± 5 °C，反應(yīng)2h ; 步驟2)的技術(shù)條件是:步驟I)完成后降溫至60°C以下，用滴液漏斗開始滴加雙-(3-甲氧基硅丙基)胺或雙-(3-乙氧基硅丙基)胺，滴加速度為1-2滴每秒，控制反應(yīng)溫度為80±5°C，直至滴加完成后，繼續(xù)反應(yīng)2h，反應(yīng)完成后，降溫，充氮?dú)獗Ｗo(hù)； 步驟3)的技術(shù)條件是:步驟2)反應(yīng)完成后，用滴液漏斗開始滴加N-正丁基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，滴加速度為1-2滴每秒，控制反應(yīng)溫度為80±5°C，直至滴加完成后，繼續(xù)反應(yīng)2h，反應(yīng)完成后，得到膠粘劑用預(yù)聚物。3.權(quán)利要求1或2所述的一種硅烷封端聚氨酯預(yù)聚物的合成方法制備膠粘劑中的應(yīng)用。4.權(quán)利要求1或2所述的一種硅烷封端聚氨酯預(yù)聚物的合成方法制備聚氨酯熱熔膠中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種硅烷封端聚氨酯預(yù)聚物的合成方法及應(yīng)用。合成方法包括二苯基甲烷二異氰酸酯先與聚醚二元醇反應(yīng)生成端NCO基反應(yīng)物，而后再與雙-（3-甲氧基硅丙基）胺或雙-（3-乙氧基硅丙基）胺進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)完成后，滴加適量N-正丁基-3-氨丙基三甲氧基硅烷將未完全封閉的NCO官能團(tuán)全部封端并調(diào)整粘稠度，得到一款硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚物，此預(yù)聚物可廣泛應(yīng)用于膠粘劑配方，可以明顯增加膠粘劑的抗老化性能和提高界面粘接力。
【IPC分類】C09J11/06, C09J175/08, C09J11/04, C08G18/38, C08G18/48, C08G18/66, C09J175/04, C08G18/76, C08G18/10
【公開號】CN105061714
【申請?zhí)枴緾N201510481187
【發(fā)明人】許愿, 王建斌, 陳田安, 解海華
【申請人】煙臺德邦科技有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月10日