[发明专利]密封胶用耐高温耐水聚氨酯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种密封胶用聚氨酯组合物及其制备方法，更具体地说，本发明涉及一种密封胶用耐高温耐水聚氨酯组合物及其制备方法。

背景技术

聚氨酯由于具有优良的弹性、耐低温性能、耐磨性和良好的对基材的粘附性等特点，以及原料品种多样化、配方调整自由度大、致使它可制备成各种不同形态的制品，如弹性密封胶、粘合剂、涂料、弹性体、发泡体、纤维以及从软质到硬质的各类制品。

以端NCO基聚氨酯预聚体为主体聚合物的聚氨酯密封胶具备聚氨酯的优良特性而应用领域非常广泛，但是这类通用聚氨酯密封胶存在一个问题是当它应用到高温部位上，例如应用到车辆发动机的周边部件或产生机械发热的部位上时，胶的表面因为受热的作用常出现发泡和裂纹。另外，聚氨酯密封胶的耐水性能只处于中等水平，在要求严格的部位使用时不能满足要求，比如一些管道的密封、电子电气密封以及通讯设备密封。这些都限制了其在较高的温度环境和需要防水的环境下使用。

CN 11565462N发明一种模压型高温聚氨酯/脲弹性体，发明中使用了对称芳香伯二胺、对称芳香伯二胺和芳香仲二胺混合物以及对称芳香伯二胺和非氧化多元醇混合物三种扩链剂，制备产物具有140℃～150℃的高温稳定性。专利中没有提到聚氨酯弹性体的耐水性能。另外一项发明CN1361221A中提供了一种耐高温聚氨酯泡沫塑料，发明中在聚氨酯泡沫塑料上涂布有机硅树脂，有机硅树脂量达到了75％～90％，制得得聚氨酯泡沫塑料耐温范围180℃～220℃。

在聚氨酯密封胶领域，前人也在提高其耐热性和耐水性发面进行了研究。

日本公开特许公报5283658和5535407中使用潜伏固化剂如酮亚胺和噁唑烷类，可使聚氨酯密封胶的耐热性显著提高，制成的单组分聚氨酯密封胶可耐130℃高温。但是酮亚胺和噁唑烷类潜伏固化剂同时也是除水剂，加入到单组分聚氨酯体系中会大大降低密封胶的固化速度。另有资料中制备了丙烯酸聚氨酯密封胶，100℃热老化1周力学性能不变化。还有文献在聚氨酯体系中引入苯丙呋喃类聚合物和水饱和分子筛，对提高体系的耐热性有重要作用。

采用聚氧化丙烯二醇和三醇，制备端NCO基聚氨酯预聚体，并以它为主体聚合物制备的聚氨酯密封胶耐温水性能较好。在预聚体中使用丙烯腈和苯乙烯接枝的聚氧化丙烯二醇，耐水性提高。使用环氧乙烷封端的聚氧化丙烯二醇，制备的密封胶可耐沸水。采用高分子量和低不饱和度的聚醚多元醇或聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇制备密封胶耐水性也较好。使用碳化二亚胺改性多异氰酸酯，有利于提高其耐水解性能。在聚氨酯密封胶中引入含氨基的硅烷偶联剂可以提高其耐水性能，在60℃的水中浸泡7天后粘接界面仍未发生胶体破坏。

虽然以上资料对于耐高温耐水聚氨酯进行了一定的研究工作，但是对于温度较高的使用环境以及耐水性要求严格的环境，仍不能满足要求。

发明内容

本发明的目的是针对聚氨酯密封胶耐高温和耐水性较差，影响其在较高温度和严格防水环境下的应用问题和现有的聚氨酯密封胶耐高温耐水技术的不足，提供了一种既具有耐高温性又具有耐水性的密封胶用聚氨酯组合物及其制备方法。

本发明的密封胶用耐高温耐水聚氨酯组合物是由60～90质量份聚异氰酸酯预聚体、0.1～5质量份多功能接枝单体和5～30质量份耐高温化合物反应制成；

所述聚异氰酸酯预聚体的NCO％值为0.5％～10.0％，粘度为2000～20000mPa·s，由多异氰酸酯、多元醇和增塑剂在催化剂作用下反应制成；

所述多功能接枝单体为满足下式结构的化合物：

式中：A为氨基、环氧基、乙烯基中的一种；B为氨基、环氧基、乙烯基中的一种；OR’为甲氧基或乙氧基；

所述耐高温化合物选自环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、丙烯酸树脂、双马来酰亚胺树脂中的一种或无机纳米粒子杂化的上述树脂的复合材料中的一种。具体地说，耐高温化合物选自双酚A环氧树脂如E-51、E-44，酚醛环氧树脂如F-44，以及各种酚醛树脂、有机硅树脂、丙烯酸树脂和双马来酰亚胺树脂中的一种或多种。

所述多异氰酸酯选自芳香族多异氰酸酯、脂环族多异氰酸酯、经碳化二亚胺改性的芳香族多异氰酸酯、经碳化二亚胺改性的脂环族多异氰酸酯或其混合物。具体地说，多异氰酸酯选自1，4-环己烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、萘-1，5-二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、经碳化二亚胺改性的上述多异氰酸酯中的一种或多种。