触变性单组份聚氨酯密封胶的研制
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
单组分湿固化聚氨酯密封胶的制备及性能研究

Master
of Engineering
By ne FengoaC1,5ao —
Supervisor:Prof.Yabing Wei
Prof.Zhenyang Luo
Nanj ing
University of Technology
June 2007
摘
要
本文分为两个部分,第一部分合成了具有不同结构与性能的聚氨酯预聚体。 研究了反应温度、催化剂对不同预聚反应的影响。通过改变多元醇的分子量和异 氰酸酯的种类,合成出了具有不同力学性能的聚氨酯预聚体,研究了硬段含量、 反应物的官能度、聚醚分子量和预聚体力学性能之间的关系,并针对MDI类的 预聚体进行了配方优化。初步讨论了潜固化剂、催化剂对预聚体表干时间和发泡 的影响。实验结果表明: TDI的反应速率较慢,反应温度为60*(2,加入DBTL需要反应2"'3h反应 完全;MDI.50及改性MDI的活性较高,反应温度为60。C,只需要反应l~1.5h 反应完全,且不需要加入任何催化剂;随着硬段含量的增加,PU的强度和硬度 增大,延伸性下降;而多官能度的加入提高了PU的交联度,同样也增大PU的 强度和硬度。 嗯唑烷潜固化剂的加入预聚体湿固化后没有明显的气泡产生,但是预聚体加 入潜固化剂后黏度明显增大,且黄变现象严重;不同异氰酸酯封端的预聚体的表 干时间不同,MDI.50封端的预聚体表干时间较短。DMDEE对缩短表干时间效 果明显,且不会增大预聚体的黏度。 第二部分将预聚体和填料在真空条件下共混制得聚氨酯密封胶材料。着重讨 论了密封胶的制备工艺、力学性能、固化性能以及贮存性能,考察了不同偶联剂 表面处理对填料亲水性能的影响以及通过填料单因素试验,研究了各因素及其用 量对密封胶各项性能的影响规律。通过SEM分析了复合材料中粒子的分散情况 以及不同处理工艺填料在聚合物体系中的分散差异。 实验结果表明: 使用钛酸酯偶联剂可以很好地对填料表面亲水性能进行改性,当钛酸酯偶联 剂质量分数为1.5%左右时,填料表面显示出良好的疏水性;填料的引入对预聚 体有很好的补强作用,随着填料用量的增加,密封胶的硬度提高,而伸长率和拉 伸强度先提高到一定值后,又逐渐降低。重钙和轻钙复配作为填料既可以获得较 好的产品性能,同时又可以降低成本;密封胶表干时间与预聚体NCO%之间有
一种高触变、快速固化的单组分低模量聚氨酯密封胶及其制备方法[

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011014510.6(22)申请日 2020.09.24(71)申请人 杭州之江新材料有限公司地址 311258 浙江省杭州市萧山临江工业园区新世纪大道1717号申请人 杭州之江有机硅化工有限公司(72)发明人 孙辉 杨波 周朝栋 孟君伟 王少杰 刘明 何永富 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限公司 11227代理人 豆贝贝(51)Int.Cl.C09J 175/08(2006.01)C09J 11/04(2006.01)C09J 11/06(2006.01)(54)发明名称一种高触变、快速固化的单组分低模量聚氨酯密封胶及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种高触变、快速固化的单组分低模量聚氨酯密封胶及其制备方法,制备原料包括以下组分:聚氨酯预聚物25~45份,增塑剂a0~20份,填料30~50份,触变剂15~35份,吸水剂0.2~2份,合成偶联剂1~4份,催化剂a 0.01~1份;所述合成偶联剂由异氰酸酯b和硅烷反应制得;所述硅烷选自仲氨基硅烷和/或巯基硅烷;所述触变剂为一元胺类化合物与异氰酸酯a在增塑剂b的存在下反应制得。
该聚氨酯密封胶采用合成偶联剂,与聚氨酯预聚物共同作用,使其能够达到建筑混凝土的免底涂粘接;触变剂的添加使其在不增加强度的前提下,具有较好的触变性能,还能满足聚氨酯密封胶的低模量特性。
还具有较快的固化速度。
权利要求书2页 说明书8页CN 112094616 A 2020.12.18C N 112094616A1.一种高触变、快速固化的单组分低模量聚氨酯密封胶,以重量份数计,制备原料包括以下组分:聚氨酯预聚物25~45份,增塑剂a 0~20份,填料30~50份,触变剂15~35份,吸水剂0.2~2份,合成偶联剂1~4份,催化剂a 0.01~1份;所述合成偶联剂由异氰酸酯b和硅烷反应制得;所述硅烷选自仲氨基硅烷和/或巯基硅烷;所述触变剂为一元胺类化合物与异氰酸酯a在增塑剂b的存在下反应制得。
单组份聚氨酯密封剂的制备

单组分湿固化聚氨酯胶粘密封剂是 20 世纪 70 年代末 80 年代初研制成功并得到应用的,该类胶粘 剂、密封剂发展非常迅速,不到十年在日本、美国等工业发达国家就达到消费量万吨以上的应用水平 . 我 国聚氨酯胶粘剂发展比较晚,20 世纪 80 年代初开始生产,其形式均为双组分,单组分的品种很少,不能 满足市场的需求,目前的情况虽有所改观,但是仍然存在品种少,质量一般,价格高的问题,所以不能满 足我国的工业的发展需要 . 本文进行了单组分聚氨酯胶粘密封剂的研制,取得较为满意的结果 .
41l
淡黄色液体
> 72
2
TDI
N - 220
51l
淡黄色液体
> 72
3
TDI
N - 220
61l
淡黄色液体
> 72
4
TDI
N - 220
6.51l
淡黄色液体
> 72
5
TDI
N - 220
31l
淡黄色液体
> 72
6
TDI
N - 220
2.51l
淡黄色液体
> 72
聚氨酯用催化剂的种类很多,分有机金属类和胺类 . 有机金属类催化剂只对反应有催化作用,并不 参与其中反应 . 胺类催化剂不但能对反应有催化作用,而且本身也参与到反应中参加反应 . 许多金属化 合物对异氰酸酯-羟基之间的反应都具有催化活性 . 如铋、铅、锡、钴、汞、锌等的烷基化合物,但最重要的 是锡有机合物 . 有机锡是聚氨酯合成中常用的催化剂,它对 NCO - OH 反应有很好的催化效果 . 因此,可 在反应体系中添加一定量的有机锡,观察其对固化时间的影响(详见图 l).
单组分聚氨酯胶粘剂配方和合成机理讲解

单组分聚氨酯胶粘剂配方和合成机理单组分聚氨酯胶粘剂配方和合成机理湿固化型聚氨酯胶1.湿固化机理:湿固化型聚氨酯胶粘剂中含有活泼的NCO基团,当暴露于空气中时能与空气中的微量水分子发生反应;粘接时,它能与基材表面吸附的水以及表面存在羟基大呢感活性氢基团发生化学反应,生成脲键结构。
因此湿固化型聚氨酯胶粘剂固化后的胶层组成是聚氨酯胶粘剂—聚脲结构。
2.软木用聚氨酯胶:将以NCO为端基的聚氨酯胶粘剂应用于软木碎屑的粘接,由林产化工厂于软木碎屑中加入胶粘剂,混合均匀,加热压制成型,制成软木板材、片材等制品,用作保温、隔音等材料,其特点是耐水、防腐蚀。
该胶粘剂是聚氨酯湿固化胶粘剂和密封剂的基础粘料,若对配方稍加调整,亦即加入一定比例的三官团的聚氧化丙烯三醇(如N-330),制成的NCO端基的预聚体胶粘剂即可作为下列材料的粘料(基料):(1)聚氨酯浇注型橡胶的基料;(2)建筑用聚氨酯防水材料的粘料;(3)田径运动场地用聚氨酯橡胶跑道(塑胶跑道)胶面层的粘料;(4)聚氨酯密封胶粘剂的粘料。
该胶粘剂还可用于聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫等的粘接,使用方便,无公害,受到用户欢迎。
3.配方1:聚氧化丙烯多元醇(M=3000) 51份MDI 26份TDI(80/20) 8.7份1,4-丁二醇 4.1份将上述四组分原料混合,在80℃反应3h后,降温,用10份二甲苯稀释,制得NCO含量约7.3%的预聚体。
该预聚体可作为弹性基材的胶粘剂。
具有耐水、柔韧性好、强度高等优点。
胶膜的拉伸强度可达43.1MPa,伸长率360%,在80℃热水中浸泡7天后仍能保持较好的强度。
配方2:聚氧化丙烯三醇(M=6000) 400份聚氧化丙烯二醇(4/=2000) 1000份MDI315份氢化萜烯酚醛树脂180份按以上配方原料制成预聚体,再加人气相法二氧化硅、滑石粉等填料以及增塑剂、叔胺和有机锡类催化剂,制成含填料的预聚体。
按HDI缩二脲1610份、r-巯丙基三甲氧基硅烷40份、二甲基硅烷427份、二甲基哌嗪1.3份制成硅烷化合物。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
触变性单组份聚氨酯密封胶的研制
李彦涛 刘素江Ξ 刘自强 肖继君ΞΞ
(河北省科学院能源研究所)
【摘要】本文叙述了单组份聚氨酯密封胶的固化原理,对影响其物理力学性能、触变性和贮存稳定性的因素进行了研究,筛选出了较佳的配方。
【关键词】 触变性,聚氨酯,密封胶
近年来,建筑和汽车工业对密封胶的需求量不断增加。
有机硅密封胶,原材料成本高,价格昂贵。
含有机溶剂的橡胶型密封胶,固化后收缩,密封性能不佳。
聚氨酯密封胶成本仅是有机硅的一半,性能又大大优于橡胶型密封胶。
我们通过实验,对单组份聚氨酯密封胶的力学性能、触变性和贮存稳定性进行了研究,筛选出了较佳的配方。
1 单组份密封胶的固化原理
单组份聚氨酯密封胶是通过聚氨酯预聚体和空气中湿气反应固化的,在20%相对湿度,20℃温度下即可固化,不用计量混合,使用方便。
其反应机理如下:
—N CO +H 2O →—N H C O
N H —+CO 2
—N H C O
N H —+—N CO →—N H C O
N C O
N H —
预聚体同空气中或基质上的湿气反应生成脲,再进一步反应产生缩二脲交联,形成弹性密封胶。
2 密封胶的制备
2.1 主要原材料与规格(表1)2.2 密封胶制备工艺过程
先将各种填料、颜料烘干,烘干至规定水份,然后与聚醚在捏合机中捏合→三辊研磨机研
9
2第4期河北省科学院学报ΞΞΞ河北轻化工学院化工系
石家庄市科委
03河北省科学院学报1996年磨2~3遍→真空加热脱水→降温,在反应釜中缓慢加入TD I,反应一定时间→抽真空,灌装。
表1 主要原材料及规格
原材料名称规格
220聚醚国产:工业品
330聚醚国产:工业品
TD I进口:工业品
沉淀Si O2国产:工业品
轻质CaCO3国产:工业品
滑石粉国产:工业品
硅藻土国产:工业品
钛白粉进口:工业品
甲苯国产:工业品
二丁基锡二月桂酸酯国产:试剂
抗氧剂国产:工业品
3 结果与讨论
3.1 不同N CO%含量的影响
单组份聚氨酯密封胶中N CO%含量对胶的性能有较大影响。
N CO%含量低,预聚体分子量较高,胶的粘度大,胶的贮存期、适用期和固化时间长。
固化后,胶的伸长率较高,抗张强度较低。
N CO%含量高,预聚体分子量较低,胶的粘度小,胶的贮存期,适用期和固化时间短。
固化后,胶的伸长率较低,抗张强度较高。
不同N CO%对胶的性能的影响如表2所示。
表2 不同N CO%对胶的性能的影响
试验N CO%抗张强度(M Pa)伸长率(%)
11.51.50206
231.85395
351.90323
46.52.05267
注:二羟基与三羟基聚醚摩尔数之比1∶0.5
3.2 二羟基与三羟基聚醚摩尔数之比对胶的性能的影响
二羟基与三羟基聚醚摩尔数之比对胶的性能也有较大影响。
一般来说,二羟基与三羟基的摩尔数之比大,则胶的伸长率提高,抗张强度下降。
反之,抗张强度提高,伸长率下降。
如果完全使用二羟基聚醚,抗张强度低,不能满足要求,一般二羟基聚醚和三羟基聚醚混合使用。
二羟基聚醚与三羟基聚醚摩尔数之比对胶的性能的影响列于表3。
3.3 触变性实验
触变性是密封胶的一项重要性能指标,触变性对于在垂直面上施工的密封胶是非常重要的。
密封胶应在施工后到初步交联前保持其固有的几何形状,不能流淌。
常用的触变剂有气相Si O2,沉淀Si O2,轻质CaCO3,硅藻土,膨润土等,为了达到既能降低成本,又能防止密
封胶流淌的目的,我们选用沉淀Si O 2和轻质CaCO 3做为触变剂,表4是触变剂的不同用量对密封胶性能的影响。
表3 二羟基与三羟基聚醚摩尔数之比对胶的性能的影响试验
二羟∶三羟
(摩尔比)抗张强度(M Pa )
伸长率(%)
11∶01.1528321∶0.21.7434531∶0.5
1.95
3984
1∶12.10
328
注:N CO %=35
表4 不同触变剂用量对胶的性能的影响
试验编号
触变剂含量(%)
垂度(mm )
挤出性1151较好2103较好385好4
5
8以上
好、流淌
3.4 稳定性实验
单组份湿固化聚氨酯密封胶是胶层吸收空气中或被粘材料中水份发生脲基扩链和交联反应而固化的。
贮存期要求半年以上,提高稳存性的办法是尽量除尽组份体系中水份和控制
原料中活性杂质含量,本实验使用的聚醚、填料都经过干燥脱水,另外,不同聚醚生产厂家生产聚醚质量不一样,同样品种的聚醚,其残留的微量活性杂质含量不一样,微量活性杂质能促进凝胶反应,使稳定期缩短,所以,对使用不同厂家的聚醚,使用前要严格检验。
3.5 提高固化速度
如何提高固化速度是湿固化单组份密封胶的一大难题。
其固化形式是空气中或被粘材料中水份扩散进入胶层发生交联。
如何提高水份扩散速度,改变基团活性和催化剂的种类和用量是增加固化速度的关键,本实验采用的催化剂是二丁基锡二月桂酸酯,表5列出了不同催化剂用量对密封胶(厚度1.5mm )固化时间的影响。
催化剂用量增加,贮存稳定性变差,同时考虑固化速度和贮存稳定性两种因素,我们选择催化剂的用量为0.5%。
表5 不同催化剂用量对固化时间的影响
实验序号
催化剂用量(%)
初固时间(h )
10.1620.5330.824
1.2
40分钟
3.6 较佳的配方及结果
1
3第4期李彦涛等:触变性单组份聚氨酯密封胶的研制
23河北省科学院学报1996年 经过大量的实验,我们筛选出了较佳的配方如表6所示。
表6 较佳的配方
原材料规格及型号用量
聚醚多元醇分子量2000~3000100
TD I80 2017.5
触变填料国产:工业品18
滑石粉国产:工业品37.5
增塑剂国产:工业品6.0
有机锡催化剂试剂0.9
抗氧剂国产:工业品0.5
物理指标如下:
外观:白色或其它颜色。
拉伸强度:1.95M Pa
断裂伸长率:≥300。
触变性:良好,垂直面上施工不流淌,垂度≤2mm
贮存稳定性:≥6个月
4 结论
从以上实验结果看,触变性单组份聚氨酯密封胶使用方便,性能优良,可以替代有机硅密封材料,市场前景较好。
参考文献
〔1〕刘益军.聚氨酯工业.1993,(2):46
〔2〕U S4539345,1985
〔3〕EP0103453,1984
〔4〕A dhesives A ge,V28,11(1985)
〔5〕屈增录.新型建筑材料.1992,(2):24
STUDY ON MONO-COM PONENT TH IXOTROP I C
POLY URETHANE SEAL ING AD HESIVE
L i Yan tao L iu Su jiang L iu Ziqiang X iao J ijiu
ABSTRACT T h is article in troduces the cu ring m echan is m of m ono2com ponen t po lyu rethane sealing adhesive.T he influence facto rs on its m echan ical p erfo r m ances, th ixo trop y and sto rage stab ility are studied.T he op ti m um fom u lati on is found.
Key words T h ixo tropy,Po lyu rethane,Sealing adhesive。