專利名稱：端硅烷基聚醚改性的聚氨酯膠黏劑及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于膠黏劑領(lǐng)域，涉及一種改性聚氨酯膠黏劑及其制備方法，具體涉及一種單組份濕固化端硅烷基聚醚改性的聚氨酯膠黏劑及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
聚氨酯具有彈性好，伸長率大、強度高、耐磨性突出、耐酸堿性等優(yōu)點，在涂料、彈性體、膠黏劑和密封膠等有廣泛的應(yīng)用。然而，聚氨酯膠黏劑存在以下不足(I)聚氨酯是由交替的軟、硬鏈段相連成的嵌段共聚物，兩相熱力學(xué)不相容，呈現(xiàn)出微相分離。在低溫下，硬段結(jié)晶度增加，軟段也能形成部分結(jié)晶，使兩相的不相容性增加，微相分離均勻程度降低，從而降低了材料的柔韌性，不能滿足嚴(yán)寒地區(qū)使用的要求；(2)以芳香族異氰酸酯制備的聚氨酯膠黏劑固化物，受日照后容易被氧化成醌而變黃，導(dǎo)致耐候性差，固化物物理性能大幅下降；(3)聚氨酯膠黏劑對基材的潤濕效果較差，同時在濕固化過程中釋放出CO2,使膠黏劑內(nèi)部產(chǎn)生泡孔甚至裂紋，故與基材的粘接性能難以滿足使用要求。 目前主要采用以下方法和技術(shù)克服上述問題
(1)添加增塑劑改善聚氨酯膠黏劑固化物柔韌性增塑劑以脂肪族二酸酯類為主，由于添加量較大和本身的毒性，長期使用過程中，增塑劑的遷移揮發(fā)會危害環(huán)境和人體，同時使產(chǎn)品彈性降低，影響使用性能；
使用環(huán)保增塑劑和內(nèi)增塑劑成為解決問題的趨勢如中國專利CN201010593673. 4、CN201010593317. 2以分子量在600以上的高分子聚醚多元醇作為環(huán)保增塑劑，分別用于增塑有機硅改性聚氨酯和有機硅改性聚醚；中國專利CN02108525. O以對環(huán)境不良作用較低的含有碳數(shù)為1(Γ24的不飽和或飽和脂肪酸與碳數(shù)為f 10的單醇的酯為增塑劑；中國專利CN201010268065. 6以分子量為1000 5000的單羥基或單氨基聚醚與三官能團(tuán)異氰酸酯制得帶NCO支鏈型的內(nèi)增塑劑，得到的密封膠能長期保持彈性；這類增塑劑可以降低有害性，但其增塑效果尚達(dá)不到傳統(tǒng)增塑劑的水平，而且添加量大，對產(chǎn)品的強度和附著力都有一定影響；
(2)改善聚氨酯膠黏劑耐候性，一是在制備聚氨酯膠黏劑中加入紫外穩(wěn)定劑和抗氧劑等，降低光和熱氧化對苯環(huán)的影響；二是使用以脂肪族或脂環(huán)族異氰酸酯制備的聚氨酯預(yù)聚體，脂肪族或脂環(huán)族異氰酸酯的反應(yīng)活性較低，且生產(chǎn)過程中毒性較大，且價格昂貴，因而其使用受到限制；
(3)改善聚氨酯膠黏劑對基材的附著力主要有以下兩種途徑一是在膠黏劑中添加硅烷偶聯(lián)劑及其衍生物等粘附促進(jìn)劑，通過硅氧烷向表面的遷移，且水解生成的硅醇與基材表面的羥基縮合，形成牢固的化學(xué)連接；二是在涂敷密封膠之前，先在基材表面涂敷底涂劑提高膠黏劑與基材之間的粘結(jié)強度，如中國專利CN200880121826. 6公開了一種可用于聚氨酯膠黏劑的底涂劑，該底涂劑包含聚醛亞胺ALD、多異氰酸酯和羧酸等；中國專利CN201010609456. X公開了一種聚氨酯密封膠用的底涂劑，其包含異氰酸酯基主體樹脂、催化劑、溶劑、硅烷類附著力促進(jìn)劑等，該底涂劑可滲透基材，粘結(jié)效果好；以上方法均能在一定程度上改善聚氨酯膠黏劑的附著力，但由于偶聯(lián)劑添加量小、遷移過程緩慢，導(dǎo)致附著力的改善效果不明顯，使用底涂劑時施工時間和成本增加，難以達(dá)到應(yīng)用要求。端娃燒基聚釀主鏈為大分子聚釀，端基是可水解基團(tuán)的娃燒基。固化后具有Si-O-Si網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)點，為體系提供耐候、耐老化、耐紫外光、耐熱等性能；交聯(lián)點之間是聚醚長鏈，為體系提供柔曲性、延長性和抗形變位移能力等。其結(jié)構(gòu)上繼承了端硅烷基結(jié)構(gòu)和主鏈聚醚結(jié)構(gòu)，性能上綜合了硅酮密封膠和聚氨酯膠的優(yōu)點，適用于需要良好耐候性和優(yōu)良密封性的場合，而且其粘度適中，粘度隨分子量的變化較小。然而，以端硅烷基聚醚預(yù)聚體所制備的膠黏劑，與聚氨酯膠黏劑相比，其固化后自身拉伸強度較小，影響其應(yīng)用范圍。通常采用超細(xì)補強填料對端硅烷基聚醚膠黏劑增強。如中國專利CN200810236985. 2通過加入4 10份補強填料使密封膠的拉伸強度大幅度提高，中國專利CN200510132669. 7也通過加入少量的氣相二氧化硅或炭黑補強。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種端硅烷基聚醚改性的聚氨酯膠黏劑及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明在傳統(tǒng)的聚氨酯膠黏劑中，加入端硅烷基聚醚，通過端硅烷基聚醚取代部分聚氨酯預(yù)聚體，通過降低聚氨酯預(yù)聚體的用量，利用端硅烷基聚醚柔韌性、耐候性和附著力好的特點，制備一種兼具端硅烷基聚醚和聚氨酯特點的膠黏劑。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案
一種端硅烷基聚醚改性的聚氨酯膠黏劑，以質(zhì)量份數(shù)計，組分如下
聚氨酯預(yù)聚物 15 65，
端硅烷基聚醚 5飛0，
增塑劑(Γ20，
催化劑O. 2 1，
粉體填料(Γ45，
助劑O. 8 3. 5。所述聚氨酯預(yù)聚物為多元醇和異氰酸酯化合物制備的以NCO封端的預(yù)聚物，其NCO含量為Γ6%，具體含量可根據(jù)所需的分子量、硬度等需要調(diào)節(jié)。所述端娃燒基聚釀的端基是含有單娃氧燒基和/或雙娃燒氧基的聚氧化丙稀釀，具有如下基本結(jié)構(gòu)通式
權(quán)利要求
1.一種端硅烷基聚醚改性的聚氨酯膠黏劑，其特征在于，以質(zhì)量份數(shù)計，組分如下 聚氨酯預(yù)聚物 15 65， 端硅烷基聚醚 5飛O， 增塑劑(Γ20， 催化劑O. 2 1， 粉體填料(Γ45， 助劑O. 8 3. 5。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于，所述聚氨酯預(yù)聚物為多元醇和異氰酸酯化合物制備的以NCO封端的預(yù)聚物，其NCO含量為f 6%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于，所述端硅烷基聚醚為端基含單硅氧烷基和/或雙硅烷氧基的聚氧化丙烯醚，具有如下基本結(jié)構(gòu)通式
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于，所述增塑劑為苯二甲酸酯類、月旨肪族二元酸酯類或環(huán)保增塑劑，優(yōu)選為鄰苯二甲酸二異癸酯或鄰苯二甲酸二異壬酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于，所述催化劑為有機錫類催化劑和/或叔胺類催化劑，優(yōu)選為含巰基的錫類催化劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于，所述粉體填料為碳酸鈣、炭黑、鈦白粉或氣相二氧化硅中的一種或兩種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于，所述助劑包括水分清除劑、抗氧劑和紫外光穩(wěn)定劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于，所述水分清除劑為硅烷偶聯(lián)劑或惡唑烷類，其用量為O. 6^2. 5質(zhì)量份；所述抗氧劑為受阻酚類，其用量為O. Γ0. 5質(zhì)量份；所述紫外光穩(wěn)定劑為水楊酸酯類、苯酮類、苯并三唑類或三嗪類，其用量為O. Γ0. 5質(zhì)量份。
9.權(quán)利要求f8之一所述的改性聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)按質(zhì)量份數(shù)將聚氨酯預(yù)聚物、端硅烷基聚醚、紫外光穩(wěn)定劑和抗氧劑真空下攪拌混合，升溫至4(T50°C后，繼續(xù)攪拌1(Γ30分鐘； (2)在氮氣保護(hù)下，加入增塑劑和粉體填料，在真空下升溫至6(T90°C，繼續(xù)攪拌廣2小時； (3)降溫至4(T50°C，并通入氮氣，加入水分清除劑和固化催化劑，在真空下繼續(xù)攪拌1(Γ30分鐘后出料，得到端硅烷基聚醚改性的聚氨酯膠黏劑。
10.權(quán)利要求廣8之一所述的改性聚氨酯膠黏劑在制備彈性密封膠中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種端硅烷基聚醚改性的聚氨酯膠黏劑，組分包括聚氨酯預(yù)聚物15~65份、端硅烷基聚醚5~60份、增塑劑0~20份、催化劑0.2~1份、粉體填料0~45份、助劑0.8~3.5份；其制備方法為將聚氨酯預(yù)聚物、端硅烷基聚醚、紫外光穩(wěn)定劑和抗氧劑混合，40~50℃真空攪拌，氮氣保護(hù)下，加入增塑劑和粉體填料，升溫至60~90℃攪拌，降溫至40~50℃，加入水分清除劑和固化催化劑繼續(xù)攪拌，得到端硅烷基聚醚改性的聚氨酯膠黏劑。本發(fā)明的改性聚氨酯膠黏劑與傳統(tǒng)聚氨酯膠黏劑相比，具有粘度適中、增塑劑含量少、低溫柔順性好、強度高、耐候性和耐久性優(yōu)良、粘結(jié)力強等優(yōu)點，可用于制備彈性密封膠。
文檔編號C09J11/04GK102816549SQ201210236019
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者姜宏偉, 謝桂容 申請人:華南理工大學(xué)