工程车辆用单组份聚氨酯风挡玻璃密封胶的研制
一种单组份耐高温聚氨酯密封胶的研制
山 东 化 工 ＳＨＡＮＤＯＮＧＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ ２０１９年第 ４８卷
一种单组份耐高温聚氨酯密封胶的研制
艾 飞
（上海氢尚新能源科技有限公司，上海 ２０１１０８）
摘要：本文研制了一种能短时间承受 ２００℃高温的单组份聚氨酯密封胶，用于汽车生产电泳前的密封操作。在配方中设计了双重固化体 系，可以在常温下湿固化，还能在高温下固化；避免了密封胶高温降解失效。 关键词：单组份；聚氨酯；密封胶；耐高温 中图分类号：ＴＱ４３３．４＋３２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１９）１３－００２８－０２
ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＡ Ｏｎｅ－ＣｏｍｐｏｎｅｎｔＨｉｇｈ－ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＲｅｓｉｓｔａｎｔ ＰｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅＳｅａｌａｎｔ
ＡｉＦｅｉ
（ＳｈａｎｇｈａｉＨｙｓｕｎＴｅｃｈ．Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１１０８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｏｎｅ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓｅａｌａｎｔｃａｐａｂｌｅｏｆｗｉｔｈｓｔａｎｄｉｎｇａｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆａｂｏｕｔ２００℃ ｆｏｒａ ｓｈｏｒｔｔｉｍｅｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｆｏｒｔｈｅｓｅａｌｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓｂｅｆｏｒｅｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ．Ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ，ａｄｏｕｂｌｅ－ｃｕｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄｔｈａｔ，ｅｘｃｅｐｔｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｕｒｉｎｇ，ｉｔｃａｎｂｅａｌｓｏｗｅｔ－ｃｕｒｅｄａｔｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｎｄｔｈｕｓｔｈｅｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅａｌａｎｔｃａｎｂｅａｖｏｉｄｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｇｌｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔ；ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ；ｓｅａｌａｎｔ；ｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ
低模量单组份聚氨酯密封胶的研制
ＮＣＯ）／ｎ（一ＯＨ）＝１．７～１．９，ｌａｔｅｎｔ ｃｕｒｉｎｇ ａｇｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｓ １．２％一１．５％，ｆｕｍｅｄ ｓｉｌｉｃａ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｓ １．５％～２．
［３］ 李桂妃，王宇旋，吴朝森．低模量高触变单组 份聚氨酯密封胶的研制与应用［Ｊ］．中国建 筑防水，２０１０，（１４）：２１．
３２
马俊等低模量单组份聚氨酯密封胶的研制
Ｔａｂｌｅ ４
表４气相二氧化硅含量对性能的影响
Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｆｕｍｅｄ ｓｉｌｉｃａ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
于０．４ＭＰａ，延伸率大于７００％的低模量高弹性密封 胶。
（２）当Ｔ一１２含量为０．３％，控制潜固化剂含量 在１．２％～１．５％之间，可以使密封胶成膜气泡少， 表干时间在２小时内。
考察催化剂二月桂酸二丁基锡和潜固化剂不同 的添加量对表干时间和成膜的影响，结果见表３。加 人潜固化剂和未加潜固化剂成膜对比见图ｌ、图２。
表３催化剂对裹干时间的影响
Ｔａｂｌｅ ３ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃａｔａｌｙｓｔ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｄｒｙ ｔｉｍｅ
圈２加入潜固化剂的样品，无气泡
本文采用自制的气相二氧化硅活性剂，能使气 相二氧化硅在分散的过程中增加分子之间的作用 力，更易形成网络结构，从而使密封胶具有良好的触 变性。在气相二氧化硅活性剂添加量为１．Ｏ％时， 气相ＳｉＯ：含量对密封胶性能影响见表４。
万方数据
围１ 未加入潜固化剂的样品．有小气泡
低模量高触变单组分聚氨酯密封胶的研制及应用
1
研究背景 南水北调工程是我国计划兴建的超大型跨流域
土有限公司， 工业品； 有机膨润土， 浙江华特化工有限 公司， 工业品； 二月桂酸二丁基锡： 北京化工二厂， 化 学纯； 邻苯二 甲酸二辛酯 （D O P） ： 齐鲁化 工厂， 工业 品； 癸二酸丙二醇酯 （PPS/ M C A） ： 上海至鑫化工有限 公司， 工业品； 滑石粉： 广西科隆粉体有限公司， 工业 品； 气相二氧化硅， 广州吉必盛科技实业有限公司， 工 业品； T - 5 触变剂： 自制 （将 L J M - 85 型胶体磨温度设
置为 1 00
， 待温度达到设定值后， � � � 开启转子， 转速为 程实际情况测试：将制备好的样胶注入 30 30 的干燥箱或低温箱内放置 2 4
� � 3 0 0 0 / � 把质量比为 � 11 � 0 的氢化蓖麻油和蒙脱 50 0 开口朝下的模具中， 并在- 2 0 � 5 � 23 � 土混合料放入料筒， � 高速剪切分散混合物 2 ， 制得 � 40 � 50 及 70 触变剂 - 5 ） � 2. 2 密封胶的基本配方 置 12 ， 然后将样胶快速注入缝隙中， 表面用刮刀抹平， 放 后观察缝隙内密封胶脱落情况 �
调水工程， 全程调水线路从南至北途经鄂 � 豫� 冀� 苏� 鲁� 京� 津等 7 个省市， 调水距离长达 1 000 多 � 鉴 于用途的重要性和地理位置的特殊性， 工程全部采用 现浇混凝土结构， 又因施工段均在北方， 气候条件复 杂， 所以工程对材料的要求相当严格�由于工程的引
2010 14源自建筑接缝密封与防水需预
的伸缩缝，伸缩缝内外均要用密封胶
嵌填� 本工程伸缩缝要求所用的密封胶具有良好的触 变性， 固化前不流挂� 不脱落， 与混凝土粘结性良好， 具有较好的耐水性与柔软性， 不会在使用过程中在粘 结界面处出现脱落， 在温度变化时不会因不能及时变 形而出现开裂� 由于施工周期长， 要求密封胶在不同
《汽车用单组分聚氨酯密封胶》编制说明
《汽车用单组分聚氨酯密封胶》行业标准（征求意见稿）编制说明一、任务来源：由中国汽车工业协会汽车相关工业分会组织申请立项、经国家工信部批准列入2010 年行业标准制修订计划并已公布。
项目编号2010-1858T-QC.二、标准制定的目的和意义单组分聚氨酯密封胶是汽车重要密封材料之一，具有粘接和密封、减震降噪、吸收应力等作用。
主要用于小汽车和乘用车风挡玻璃及其他部件起密封和粘接以及填隙作用。
对我国汽车产品的技术水平、环保节能、安全舒适化、有直接影响。
制订单组分聚氨酯密封胶产品标准，有利于规范行业生产、产品质量和产品安全性。
同时对汽车主机厂和维修市场起到选型应用的指导作用，推进汽车生产国产化。
三、主要起草单位及工作内容由中国汽车工业协会汽车相关工业分会（下称“相关分会”）于2010.年3月11月18~19日召集标准起草工作会议，成立了由国内家密封胶主要生产企业、科研院所组成标准起草工作组（下称“工作组”）。
本标准主要起草单位北京森聚柯高分子材料有限公司（下称“森聚柯”）担任标准工作组组长。
工作组制订了工作计划、进度和各阶段工作内容及分工。
标准初稿经由工作组成员单位审核、提出意见建议和充分研讨，由“森聚柯”修改形成了“标准征求意见稿”。
四、标准编制原则本标准按照GB/T1.1-2009《标准化工作导则-第1 部分：标准的结构和编写》要求编制。
在工作组成立时，发放GB/T1.1标准到每个工作组成员并进行了宣贯培训。
编制明确且无歧义的条款，达到共同使用的和重复使用的规范性文件，是本标准编制的指导方针；促进行业产品质量统一和技术水平的提高是编制本标准的目标。
五、标准内容说明本标准的技术内容主要以中国第一汽车集团“一汽单组分聚氨酯密封胶检测标准”为主要参照样本，也参照东亚地区某汽车公司标准中“单组分聚氨酯密封胶标准”，同时结合中国汽车主机厂和密封胶制造商的实际情况而制定本标准。
五、标准内容说明本标准工作组成员参照国际领先企业“西卡公司”提供的该企业产品检测项目，依据国内重点生产企业标准和主机厂使用要求，对检测项目的可行性和有效性进行分析，做出取舍，如：1、取消了耐冲击性项目。
工程车辆用单组分聚氨酯风挡玻璃密封胶的研制
维普资讯
第 ３期
马仁杰等 ・ 工程车辆用单组 分聚氨酯风挡玻璃密封胶 的研 制
・３ ５・
７ ℃ ， 应 ２ 左 右 ， Ｎ Ｏ 质 量 分 数 达 到 ５ 反 ｈ 至 Ｃ （。 ０２ ％ ， ２９± 。 ） 出料备 用 。
１ ２ ３ 密 封胶 的配 制 。。
１ ２ 实验 方 法 ．
１ ２ １ 密 封胶 的基 本 配方 ．． 原料 名称 预 聚体 质 量份 ６ ８ ０～ ０
内一些 引进 车型 风挡 玻璃 的粘 接装 配 所用 单组 分 胶 均靠 进 １ ５。为适 应 国 内汽车 工 业 发展 的需 要 ， 年 近
来 国 内一 些 厂家 ， 山东化 工 厂 、 如 长春 汽 车材料 研究
１ 实验 部分
１ １ 原料 ．
聚醚 Ｎ １ 、 ２０ 聚醚 Ｎ ３ ， 业 级 ， 苏 钟 山 化 工 ３０ 工 江 有 限公司 ； 甲苯 二 异 氰 酸 酯 （ Ｄ ） 工 业 级 ， Ｔ Ｉ， 日本 三 井株 式会 社 ； 二月 桂 酸 二 丁 基 锡 ， 学 纯 ， 京 化 学 化 北 试 Ｎ － ； 石粉 ， 业 级 ， 林 市 临桂 县 航 天 药 用 －厂 滑 工 桂
国 Ｅ ｓｘ 学公 司于 ２ ｓ 化 ｅ ０世 纪 ７ ０年 代 初期 最 先 开 发
Ｅ ＦＥ ２ ， Ｌ Ｔ Ｘ１ ） 工业 级 ， 国卡博 特公 司 ； 美 高岭 土 ，２０ １５ 目 ， 南巩 义 高龄 土 厂 ； 苯 二 甲酸 二 丁 酯 （ Ｏ ） 河 邻 Ｄ Ｐ ，
研 制成 功 ， 并作 为 聚硫 胶 粘 剂 的替 代 产 品最 早 在 美 国通 用 汽 车 公 司得 到 应 用 … 。单 组 分 风 挡 玻 璃 密 封胶 通 常需 与玻 璃 底 漆 和 漆 面 底 剂 配 套使 用 ， 湿 经 气 固 化 后 的 胶 料 ， 求 其 粘 接 剪 切 强 度 大 于 要 ３ ５ＭＰ ， 伸强 度 大于 ５０Ｍ ａ伸 长率 达 ３０ 以 ． ａ 拉 ． Ｐ ， ５％ 上 ； 时要求 在 室 温下 能快 速 固化 ， 作 堆 积 性好 ， 同 操 通 常条 件下贮 存 期要 在 ６个 月 以上 Ｊ 由于这 些 独 。 特性 能 和工 艺性 能 的苛 刻要 求 ， 之 国 内原 料 和 设 加
工程车辆用单组分聚氨酯风挡玻璃密封胶的研制
国外产品的水平 ,可以满足工程车辆用风挡玻璃密 封胶的性能要求 。
3 结论
(1)炭黑是配制风挡玻璃密封胶的主要填料 , 调整炭黑的含量可以配制出不同力学性能的密封 胶。
( 2 )使用叔胺类与吗啉类复合的催化剂能明显 提高密封胶的固化速度和表干时间 。
(3)使用 A 21120 作为粘合促进剂可以明显提 高密封胶的粘接强度 。
然后降温至 50℃, 加 TD I搅 拌 混 合 , 缓 慢 升 温 至
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第 3期
ELFTEX12) ,工业级 ,美国卡博特公司 ;高岭土 , 1250
目 ,河南巩义高龄土厂 ;邻苯二甲酸二丁酯 (DOP) ,
工业级 ,美国埃孚森石油公司 ;助剂和催化剂 (叔胺
类催化剂和吗啉类催化剂 ) ,自制 ;偶联剂苯氨甲基 三乙氧基硅烷 (南大 242) 、γ2巯基丙基三甲氧基硅烷 ( KH 2590)和 N 2β(氨乙基 ) 2日期 2007 - 02 - 06
由表 6可以看出 ,自制的密封胶性能基本达到
Prepara tion of One2com ponen t Polyurethane W indscreen Sea lan t for Eng ineer ing Veh icle
KH 2590 1. 14
A 21120 2. 82
由表 5可以看出 , A 21120偶联剂粘合促进作用 效果最为明显 。这可能是 A 21120 偶联剂是双氨基 型官能团硅烷 ,与单组分湿固化聚氨酯密封胶结合 得更牢固所致 。 2. 6 研制密封胶与国外同类产品的性能比较
一种耐候性优异的单组分聚氨酯密封胶的研制
一种耐候性优异的单组分聚氨酯密封胶的研制以异氰酸酯封端聚氨酯预聚物为主，配合触变剂、增塑剂、碳酸钙、钛白粉、炭黑、耐候性助剂，制备了一种高耐候性单组分聚氨酯密封胶。
研究结果表明，钛白粉的种类、炭黑及耐候性助剂对聚氨酯密封胶的耐候性有显著影响。
通过在配方中加入3份炭黑、0.8份耐候性助剂，聚氨酯密封胶的耐候性得到显著提高，在长期使用中无龟裂现象，不流黑水。
标签：聚氨酯密封胶；耐候性助剂；耐候性；耐流黑水从20世纪70年代中期开始，单组分湿气固化聚氨酯密封胶（简称PU）以其高弹性、抗震能力强、耐化学腐蚀、质量轻等优点广泛用于汽车制造业车身玻璃的密封。
然而其存在以下缺点：在自然光的紫外线长期照射作用下，会出现光氧化老化现象，机械性能下降，胶体表面发生龟裂，白色密封胶短期会发生明显黄变和龟裂直至严重粉化，黑色密封胶经过雨水冲刷后会流黑水，影响车身外观，同时产品的力学性能显著衰减。
本实验针对聚氨酯密封胶耐候性差的缺点，通过筛选合适的助剂，优化配方，制备出一款高耐候性单组分聚氨酯密封胶。
1 实验部分1.1 实验原料端异氰酸酯聚氨酯预聚物PP（异氰酸酯含量2.0%～2.6%），自制；吸水稳定剂，工业级，杭州伊联化工；触变剂，自制；碳酸钙（1 000～2 000目），工业级，苏州良德化工；钛白粉，工业级，美国亨斯曼公司；邻苯类增塑剂，工业级，镇江联成化工；炭黑，工业级，天津卡博特公司；二月桂酸二丁基锡，试剂级，天津试剂厂；高效耐候性助剂，混配。
1.2 实验设备高速行星分散机，XZH-6型，无锡双叶机械；拉力试验机，AG-1C型，日本岛津；紫外老化试验箱，A-UV型，江苏艾默生公司。
1.3 配胶工艺在高速行星搅拌机中加入端异氰酸酯聚氨酯预聚物PP与增塑剂、吸水稳定剂，混合5～10 min后，加入干燥过的碳酸钙、钛白粉、炭黑，触变剂，抽真空高速搅拌20 min，再加入高效耐候性助剂，抽真空搅拌20 min后再加入二月桂酸二丁基锡，抽真空搅拌10 min后出料密封保存。
单组份聚氨酯密封胶固化机理
单组份聚氨酯密封胶固化机理
单组份聚氨酯密封胶的固化机理主要包括以下几个方面：
1. 高松本效应：聚氨酯密封胶中的异氰酸酯单体在与水分反应生成氨基醇的过程中，所释放的二氧化碳气泡被胶体物质困住，从而形成高松本效应。
这种效应能够刺激聚氨酯密封胶的固化速度，实现快速固化。
2. 异氰酸酯基团与水分反应：聚氨酯密封胶中的异氰酸酯基团与空气中的水分发生反应生成氨基醇。
这个反应是通过异氰酸酯基团的亲核取代反应进行的。
反应的速度和温度、湿度、水含量等因素有关。
3. 聚合反应：生成的氨基醇与聚丙醇或其他聚醚和多异氰酸酯反应生成聚合物。
聚氨酯密封胶的聚合反应是通过异氰酸酯基团的反应进行的。
4. 网络形成：聚合物之间通过氢键、共价键等力学键相互连接，形成三维的网络结构。
这个过程被称为硬化或固化，使得聚氨酯密封胶由液态变为固态。
以上是单组份聚氨酯密封胶的主要固化机理。
不同厂家的产品可能有不同的配方和固化机制，具体的固化机理可能会有所差异。
MF203单组份聚氨酯汽车密封胶产品说明书
MF203聚氨酯汽车风挡玻璃密封胶产品说明：本产品是一种单组分、室温湿气固化、高弹性、高强度、不会对被粘材料产生腐蚀的聚氨酯密封胶。
具有良好的粘接性和耐老化、耐震动疲劳、耐低温性能。
产品特点：单组分，湿气固化，操作工艺简单触变性能好，立面涂敷不流淌不会对被粘材料产生腐蚀耐老化，耐震动疲劳，耐低温用途：主要用于汽车风挡玻璃的直接装配，也可用于车辆的侧窗和后窗的粘接以及船舶、集装箱、冷藏箱的接缝密封等；适用于汽车原厂和售后维修的玻璃粘接。
主要技术指标：使用方法：（1）、粘接表面清洗：将配套清洗剂倒入洁净干燥的施工容器中，并立即将原包装桶加盖密封，然后用干净的脱脂纱等材料在已清洁过的被粘表面涂上薄且均匀的一层清洗剂，室温晾干。
（2）、涂抹底漆（如果需要）：底漆使用前充分摇匀，倒入洁净干燥的施工容器中，并立即将底漆容器盖紧，然后用专用涂刷工具在清洗过的被粘表面上涂上薄且均匀的一层底漆，充分干燥。
（3）、施胶：硬包装，刺破包装的密封膜。
软包装，将胶放入胶枪并剪去封嘴。
然后装入胶枪用手动或气动把胶均匀地打在涂过底漆的被粘部位。
在表干时间内迅速粘接即可。
注意事项：开封后，应当天用完。
否则须严格密封保存；特殊基材须经预先试验合格后才能使用；避免与皮肤、眼睛接触，若不慎接触，立即用大量清水冲洗，必要时看医生；避免孩童接触；不可污染食品、药物或化妆品。
当被粘接的工件较重或需要移动时，在固化时间内需用辅助工具定位(压敏胶带、定位块等)；推荐使用条件：温度15-35℃，相对湿度40%-80%；工作环境保持足够通风。
包装：铝管硬支包装：每支300ml软支：300ml，600ml贮存：原包装内25℃以下通风干燥处可贮存6个月运输：本产品属非危险品，可以通过火车、汽车、轮船和飞机运输。
郑州中原应用技术研究开发有限公司。