一種氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠及其製備方法

2023-09-12 22:58:00

專利名稱：一種氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠及其製備方法
技術領域：
本發明涉及密封膠技術領域，特別是涉及一種氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分 聚氨酯密封膠及其製備方法。
背景技術：
除浙青、焦油等一些價廉、低性能的密封膠外，目前的密封膠市場還包括有聚硫 類、矽酮類和聚氨酯類密封膠，這些聚硫類、矽酮類和聚氨酯密封膠佔據了國內大部分的市 場。其中，聚氨酯密封膠由於其粘接性能強、力學機械性能優異、而且耐酸鹼、耐有機 溶劑優良等特性，廣泛應用於汽車裝配、建築密封等領域。然而，單組分聚氨酯密封膠應用 於建築物的立面嵌縫時，由於自身重量，導致抗流掛性能差。因此，為了改善單組份聚氨酯 密封膠的抗流掛性能，需採用流變改性劑。現有技術中的流變改性劑主要包括有氣相二氧化矽、有機膨潤土、氫化蓖麻油等。 氣相二氧化矽，由於比表面積高，堆積密度輕，所以需要特殊的設備才能分散，而且由於其 粒子表面易吸水，難於在單組分聚氨酯中應用。有機膨脹潤土，雖然具有良好的抗流掛性 能，但是添加一定量的有機膨潤土後，易造成密封膠模量的提高，難於將聚氨酯密封膠製備 成低模量的產品，由此使其不能得到廣泛地應用。氫化蓖麻油，雖然具有良好的抗流掛性 能，但是由於其分子結構為多羥基物質，當其應用於單組分聚氨酯密封膠時，易形成凝膠， 從而影響產品的外觀及存儲性能，同時在高溫條件下，其觸變性能明顯降低。因此，現有技 術中所採用的流變改性劑應用於單組分聚氨酯密封膠中，無法很好地解決單組分聚氨酯密 封膠應用於建築物的立面嵌縫時，由於自身重量，導致抗流掛性能差的缺陷。因此，針對現有技術中的不足，亟需
(1)提供一種能夠在不同的溫度下均具有良好的抗流掛性能，且不易吸水、存儲性能 好、低模量的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠。(2)提供一種工藝簡單、易於操作、實用性強的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分 聚氨酯密封膠的製備方法，而且採用該製備方法製備的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分 聚氨酯密封膠，能夠在不同的溫度下均具有良好的抗流掛性能，且具有不易吸水、存儲性能 好、低模量的特點。

發明內容
本發明的目的之一在於避免現有技術中的不足之處而提供一種能夠在不同的溫 度下均具有良好的抗流掛性能，且不易吸水、存儲性能好、低模量的氫化蓖麻油插層蒙脫土 改性單組分聚氨酯密封膠。本發明的目的之二在於避免現有技術中的不足之處而提供一種工藝簡單、易於操 作、實用性強的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠的製備方法，而且採用該製備方法製備的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠，能夠在不同的溫度下均 具有良好的抗流掛性能，且具有不易吸水、存儲性能好、低模量的特點。
本發明的目的通過以下技術方案實現
一方面，本發明提供了一種氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠，包括以 下重量份的原料
聚氨酯預聚體100份
氫化蓖麻油插層蒙脫土 增量填料 水份清除劑 粘接促進劑 固化促進劑
1 10 『 0. 1 0. 1 0. 1
㈣份份份份 心 O 5 5 5
O 7 - - -
3 「 ι ι I 優選地，所述的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠，包括以下重量 份的原料
聚氨酯預聚體100份
氫化蓖麻油插層蒙脫土 增量填料 水份清除劑 粘接促進劑 固化促進劑
1 10 『 0. 1 0. 1 0. 1
20份 -40份 5份 5份 5份。 更優選地，所述的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠，包括以下重 量份的原料
聚氨酯預聚體100份氫化蓖麻油插層蒙脫土20 -30份增量填料40 -70份水份清除劑0. 1 『 5份粘接促進劑0. 1 『 5份固化促進劑0. 1 『 5份。其中，所述聚氨酯預聚體是端基為異氰酸酯的聚醚預聚體，所述端基為異氰酸酯 的聚醚預聚體中異氰酸酯的重量含量為廣5%，增塑劑的重量含量為20飛0%，所述端基為異 氰酸酯的聚醚預聚體的重均分子量為800(Γ12000，所述異氰酸酯單位分子鏈中含有活性異 氰酸酯的個數為2、個。其中，所述氫化蓖麻油插層蒙脫土，包括以下重量份的原料 有機蒙脫土1 20份
氫化蓖麻油1 30份
無水甲苯20 1000份
活性氫清除劑3 10份；
所述氫化蓖麻油插層蒙脫土由以下方法製備而成
步驟一，將原料有機蒙脫土 1 20份、氫化蓖麻油1 30份和無水甲苯2(Γ1000份， 加入至裝有高速分散盤的雙行星反應釜中，升溫至8(T12(TC，回流攪拌；步驟二，減壓抽真空去除甲苯；
步驟三，溫度保持在11(T120°C，高溫抽真空池去除水汽；
步驟四，降溫至4(T60°C，加入活性氫清除劑3 10份，繼續攪拌0. 5h，出釜密封，即得 所述氫化蓖麻油插層蒙脫土。其中，所述有機蒙脫土為銨基蒙脫土，所述銨基蒙脫土中有機銨的碳含量個數為 5 20個；所述活性氫清除劑為有機酸酐與氧化鈣的混合物，以及含單官能團異氰酸酯中的 一種或者兩種。其中，所述增量填料為碳酸鈣、滑石粉、經表面改性的碳酸鈣和矽石粉中的一種或 者幾種。其中，所述水份清除劑為易進行水解反應的矽烷偶聯劑或者惡唑烷類水份清除 劑；所述粘接促進劑為Y-巰丙基三乙氧基矽烷、Y-氨丙基三甲氧基矽烷、Ν-β-氨乙 基-Y -氨丙基三甲氧基矽烷、Y -甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷和Y-縮水甘油醚氧 基丙基三甲氧基矽烷中的一種或者幾種。其中，所述固化促進劑為有機錫化合物與烷基胺的複合促進劑、二月桂酸二丁基 錫和改性有機錫催化劑中的一種或者幾種。另一方面，本發明還提供了一種氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠 的製備方法，包括以下步驟
步驟一，按上述重量份準備原料；
步驟二，在溫度為5(T70°C下，將聚氨酯預聚體和氫化蓖麻油插層蒙脫土，依次加入帶 高速分散盤的雙行星攪拌釜中，真空混合攪拌15飛Omin ； 步驟三，再加入增量填料，真空混合攪拌4(T90min ；
步驟四，依次加入水份清除劑、粘接促進劑和固化促進劑，在真空下攪拌2(T40min，得 到氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠。本發明的有益效果本發明的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠， 包括以下重量份的原料聚氨酯預聚體100份、氫化蓖麻油插層蒙脫土 1 30份、增量填料 10 70份、水份清除劑0. 1 5份、粘接促進劑0. 1 5份、固化促進劑0. 1 5份。本發 明的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠的製備方法，包括以下步驟步驟一， 按上述重量份準備原料；步驟二，在溫度為5(T70°C下，將聚氨酯預聚體和氫化蓖麻油插層 蒙脫土，依次加入帶高速分散盤的雙行星攪拌釜中，真空混合攪拌15飛Omin ；步驟三，再加 入增量填料，真空混合攪拌4(T90min ；步驟四，依次加入水份清除劑、粘接促進劑和固化促 進劑，在真空下攪拌2(T40min，得到氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠。由於 本發明的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠中採用環境適應性好的氫化蓖 麻油插層蒙脫土，而且按照聚氨酯預聚體100份、氫化蓖麻油插層蒙脫土 1 30份、增量填 料10 70份、水份清除劑0. 1 5份、粘接促進劑0. 1 5份、固化促進劑0. 1 5份的組 成及配比所形成的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠，與現有技術相比，具 有在不同的溫度下均具有良好的抗流掛性能，且不易吸水、存儲性能好、低模量的特點。而 且，所採用的氫化蓖麻油插層蒙脫土與單組份聚氨酯密封膠的相容性較好，易分散、密封膠 模量升高較小。並且，該氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠的製備方法，具有 工藝簡單，易於操作，實用性強的特點，便於市場上大面積的普及與推廣。
具體實施例方式結合以下實施例對本發明作進一步描述
需要說明的是，以下實施例中密封膠固化條件均為23°C，相對溼度50 %下放置3天，然 後在50°C下放置5天。拉伸模量按GB/T13477. 8-2002建築密封材料試驗方法第8部分拉 伸粘接性的方法測定、下垂性測試按GB/T13477. 3-2002建築密封材料試驗方法第3部分使 用標準器具測定密封材料擠出性的方法測試。實施例1
一種氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠，包括以下重量份的原料
端基為異氰酸酯的聚醚預聚體100份
氫化蓖麻油插層蒙脫土10份
碳酸鈣70份
乙烯基三甲氧基矽烷1.5份
N- β -氨乙基-Y -氨丙基三甲氧基矽烷 1份
二月桂酸二丁基錫1份。本實施例中的端基為異氰酸酯的聚醚預聚體中異氰酸酯的重量含量為1%，增塑劑 的重量含量為20%，端基為異氰酸酯的聚醚預聚體的重均分子量為12000，異氰酸酯單位分 子鏈中含有活性異氰酸酯的個數為2. 5個。本實施例中的氫化蓖麻油插層蒙脫土，包括以下重量份的原料
銨基蒙脫土20份
氫化蓖麻油25份
無水甲苯1000份
對甲基苯磺醯異氰酸酯10份；
本實施例中的氫化蓖麻油插層蒙脫土由以下方法製備而成步驟一，將原料銨基蒙脫 土 20份、氫化蓖麻油25份和無水甲苯1000份，加入至裝有高速分散盤的雙行星反應釜中， 升溫至120°C，回流攪拌池；步驟二，減壓抽真空去除甲苯；步驟三，溫度保持在120°C，高 溫抽真空池去除水汽；步驟四，降溫至60°C，加入對甲基苯磺醯異氰酸酯10份，繼續攪拌 0. 5h，出釜密封，即得氫化蓖麻油插層蒙脫土。本實施例中的銨基蒙脫土中有機銨的碳含量個數為5個。根據需要，本發明的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠的組分中還 可以加入本領域中常用的各種添加劑，如著色劑、消泡劑等各種助劑。著色劑可以進一步選 用炭黑或者二氧化鈦。所添加的著色劑的重量份可以為0 5份。實施例2
一種氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠，包括以下重量份的原料
端基為異氰酸酯的聚醚預聚體100份
氫化蓖麻油插層蒙脫土5份
輕質碳酸鈣70份
4A分子篩2份
Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷 1份2，2-雙嗎啉基二乙基醚1份。本實施例中的端基為異氰酸酯的聚醚預聚體中異氰酸酯的重量含量為5%，增塑劑 的重量含量為30%，端基為異氰酸酯的聚醚預聚體的重均分子量為8000，異氰酸酯單位分 子鏈中含有活性異氰酸酯的個數為3個。本實施例中的氫化蓖麻油插層蒙脫土，包括以下重量份的原料
銨基蒙脫土1份
氫化蓖麻油5份
無水甲苯20份
鄰苯二甲酸酐和氧化鈣的組合物3份；
本實施例中的氫化蓖麻油插層蒙脫土由以下方法製備而成步驟一，將原料銨基蒙脫 土 1份、氫化蓖麻油5份和無水甲苯20份，加入至裝有高速分散盤的雙行星反應釜中，升溫 至80°C，回流攪拌池；步驟二，減壓抽真空去除甲苯；步驟三，溫度保持在110°C，高溫抽真 空池去除水汽；步驟四，降溫至40°C，加入鄰苯二甲酸酐和氧化鈣的組合物3份，繼續攪拌 0. 5h，出釜密封，即得氫化蓖麻油插層蒙脫土。本實施例中的銨基蒙脫土中有機銨的碳含量個數為8個。本實施例中的鄰苯二甲酸酐和氧化鈣可以按任意比例混合。根據需要，本發明的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠的組分中還 可以加入本領域中常用的各種添加劑，如著色劑、消泡劑等各種助劑。著色劑可以進一步選 用炭黑或者二氧化鈦。所添加的著色劑的重量份可以為0 5份。實施例3
一種氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠，包括以下重量份的原料
端基為異氰酸酯的聚醚預聚體100份
氫化蓖麻油插層蒙脫土8份
輕質碳酸鈣和重質碳酸鈣30份
1，3-氧氮雜環戊烷組合物2份
Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷 1份 2，2-雙嗎啉基二乙基醚1.5份。本實施例中的端基為異氰酸酯的聚醚預聚體中異氰酸酯的重量含量為2. 5%，增塑 劑的重量含量為35%，端基為異氰酸酯的聚醚預聚體的重均分子量為10000，異氰酸酯單位 分子鏈中含有活性異氰酸酯的個數為2. 8個。本實施例中所添加的重量份為輕質碳酸鈣30份和重質碳酸鈣50份。本實施例中的氫化蓖麻油插層蒙脫土，包括以下重量份的原料
銨基蒙脫土10份
氫化蓖麻油18份
無水甲苯200份
對甲基苯磺醯異氰酸酯10份；
本實施例中的氫化蓖麻油插層蒙脫土由以下方法製備而成步驟一，將原料有機蒙脫 土 10份、氫化蓖麻油18份和無水甲苯200份，加入至裝有高速分散盤的雙行星反應釜中， 升溫至110°C，回流攪拌池；步驟二，減壓抽真空去除甲苯；步驟三，溫度保持在115°C，高
8溫抽真空池去除水汽；步驟四，降溫至40°C，加入對甲基苯磺醯異氰酸酯10份，繼續攪拌 0. 5h，出釜密封，即得氫化蓖麻油插層蒙脫土。本實施例中的銨基蒙脫土中有機銨的碳含量個數為15個。根據需要，本發明的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠的組分中還 可以加入本領域中常用的各種添加劑，如著色劑、消泡劑等各種助劑。著色劑可以進一步選 用炭黑或者二氧化鈦。所添加的著色劑的重量份可以為0 5份。實施例4
一種氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠的製備方法，包括以下步驟 步驟一，按實施例1中的重量份準備原料；
步驟二，在溫度為70°C下，將端基為異氰酸酯的聚醚預聚體100份和氫化蓖麻油插層 蒙脫土 10份，依次加入帶高速分散盤的雙行星攪拌釜中，真空混合攪拌30min ； 步驟三，再加入碳酸鈣70份，真空混合攪拌90min ；
步驟四，依次加入乙烯基三甲氧基矽烷1. 5份、N- β -氨乙基-γ -氨丙基三甲氧基矽 烷1份和二月桂酸二丁基錫1份，在真空下攪拌30min，得到氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單 組分聚氨酯密封膠產品A。對比試驗1 重複上述步驟進行一組不加氫化蓖麻油插層蒙脫土的空白實驗，制 得單組分聚氨酯密封膠產品B，兩種密封膠產品的性能測試結果對比表如下表1
表1性能測試結果對比表
權利要求
1. 一種氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠，其特徵在於，包括以下重量 份的原料聚氨酯預聚體100份氫化蓖麻油插層蒙脫土 增量填料 水份清除劑 粘接促進劑 固化促進劑1 10 『 0. 1 0. 1 0. 130份 -70份 5份 5份 5份。
2.根據權利要求1所述的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠，其特徵在 於，包括以下重量份的原料聚氨酯預聚體100份氫化蓖麻油插層蒙脫土 增量填料 水份清除劑 粘接促進劑 固化促進劑1 10 『 0. 1 0. 1 0. 120份 -40份 5份 5份 5份。
3.根據權利要求1所述的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠，其特徵在 於，包括以下重量份的原料聚氨酯預聚體100份氫化蓖麻油插層蒙脫土20 -30份增量填料40 -70份水份清除劑0. 1 『 5份粘接促進劑0. 1 『 5份固化促進劑0. 1 『 5份。
4.根據權利要求1所述的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠，其特徵在 於所述聚氨酯預聚體是端基為異氰酸酯的聚醚預聚體，所述端基為異氰酸酯的聚醚預聚 體中異氰酸酯的重量含量為廣5%，增塑劑的重量含量為2(Γ60%，所述端基為異氰酸酯的聚 醚預聚體的重均分子量為800(Γ12000，所述異氰酸酯單位分子鏈中含有活性異氰酸酯的個 數為2、個。
5.根據權利要求1所述的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠，其特徵在 於所述氫化蓖麻油插層蒙脫土，包括以下重量份的原料有機蒙脫土1 20份氫化蓖麻油1 30份無水甲苯20 1000份活性氫清除劑3 10份；所述氫化蓖麻油插層蒙脫土由以下方法製備而成步驟一，將原料有機蒙脫土 1 20份、氫化蓖麻油1 30份和無水甲苯2(Γ1000份， 加入至裝有高速分散盤的雙行星反應釜中，升溫至8(T12(TC，回流攪拌； 步驟二，減壓抽真空去除甲苯；步驟三，溫度保持在11(T120°C，高溫抽真空池去除水汽；步驟四，降溫至4(T60°C，加入活性氫清除劑3 10份，繼續攪拌0. 5h，出釜密封，即得 所述氫化蓖麻油插層蒙脫土。
6.根據權利要求5所述的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠，其特徵在 於所述有機蒙脫土為銨基蒙脫土，所述銨基蒙脫土中有機銨的碳含量個數為5 20個；所 述活性氫清除劑為有機酸酐與氧化鈣的組合物，以及含單官能團異氰酸酯中的一種或者兩 種。
7.根據權利要求1所述的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠，其特徵在 於所述增量填料為碳酸鈣、滑石粉、經表面改性的碳酸鈣和矽石粉中的一種或者幾種。
8.根據權利要求1所述的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠，其特徵在 於所述水份清除劑為易進行水解反應的矽烷偶聯劑或者惡唑烷類水份清除劑；所述粘接 促進劑為Y -巰丙基三乙氧基矽烷、Y -氨丙基三甲氧基矽烷、N- β -氨乙基-Y -氨丙基三 甲氧基矽烷、Y-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷和Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基 矽烷中的一種或者幾種。
9.根據權利要求1所述的氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠，其特徵在 於，所述固化促進劑為有機錫化合物與烷基胺的複合促進劑、二月桂酸二丁基錫和改性有 機錫催化劑中的一種或者幾種。
10.權利要求1至9中任一項所述的一種氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密 封膠的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟步驟一，按上述重量份準備原料；步驟二，在溫度為5(T70°C下，將聚氨酯預聚體和氫化蓖麻油插層蒙脫土，依次加入帶 高速分散盤的雙行星攪拌釜中，真空混合攪拌15飛Omin ；步驟三，再加入增量填料，真空混合攪拌4(T90min ；步驟四，依次加入水份清除劑、粘接促進劑和固化促進劑，在真空下攪拌2(T40min，得 到氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠。
全文摘要
一種氫化蓖麻油插層蒙脫土改性單組分聚氨酯密封膠及其製備方法，其中，本發明的密封膠包括聚氨酯預聚體100份、氫化蓖麻油插層蒙脫土1～30份、增量填料10～70份、水份清除劑0.1～5份、粘接促進劑0.1～5份、固化促進劑0.1～5份。本發明的製備方法包括按上述重量份準備原料；在溫度50~70℃，將聚氨酯預聚體和氫化蓖麻油插層蒙脫土，依次加入帶高速分散盤的雙行星攪拌釜中，真空混合攪拌15~60min；再加入增量填料，真空混合攪拌40~90min；依次加入水份清除劑、粘接促進劑和固化促進劑，真空攪拌20~40min。與現有技術相比，本發明的密封膠具有良好的抗流掛性能，且不易吸水、存儲性能好、低模量的特點。本發明的製備方法，具有工藝簡單，易於操作，實用性強的特點。
文檔編號C08K3/34GK102127387SQ201010609458
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月28日 優先權日2010年12月28日
發明者丁雲香, 任紹志, 李桂妃, 王宇旋 申請人:東莞市普賽達密封粘膠有限公司