[发明专利]一种单组分硅烷改性聚氨酯密封胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚氨酯密封胶及其制备方法，尤其涉及一种单组分硅烷改性聚氨酯密封胶及其制备方法。

背景技术

现有的硅烷改性聚氨酯密封胶，采用端异氰酸酯聚氨酯预聚体与氨基硅烷偶联剂反应，得到硅烷改性聚氨酯预聚体，然后加入填充料、助剂制成密封胶。这类密封胶用于普通填缝密封胶和次结构密封胶，难以做成高强度结构型密封胶，并且粘度较高以及储存稳定性难以控制。

发明内容

本发明针对现有硅烷改性聚氨酯密封胶用于普通填缝密封胶和次结构密封胶，难以做成高强度结构型密封胶的不足，提供一种单组分硅烷改性聚氨酯密封胶及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种单组分硅烷改性聚氨酯密封胶的制备方法包括以下步骤：

步骤10：将两官能度异氰酸酯加入到两官能度聚醚多元醇内，在抽真空后，再填充干燥惰性空气的环境下加热，通过扩链制备得到主链中间含有氨酯基的端羟基二元醇；

步骤20：将主链中间含有氨酯基的端羟基二元醇与含有异氰酸基的硅烷偶联剂按羟基与异氰酸基当量比为1∶1混合，在抽真空后，再填充干燥惰性气体的环境下加热反应而得到硅烷封端聚氨酯预聚体；

步骤30：按重量百分比计将25％～80％硅烷封端聚氨酯预聚体和0～30％增塑剂、0～45％干燥粉料、1～8％触变剂、0.01％～1％催化剂、0.5％～5％偶联剂、0％～1.0％抗氧剂以及0％～2.0％紫外线吸收剂在真空下混合即可。

本发明的有益效果是：本发明单组分硅烷改性聚氨酯密封胶进行扩链增加了聚醚链段的本体强度，具有高的力学性能，可以用作结构密封胶和次结构密封胶，能够做成高强度结构型密封胶。

所述步骤10中两官能度聚醚多元醇平均分子量在1000～6000之间，两官能度异氰酸酯为MDI或者TDI；两官能度聚醚多元醇与两官能度异氰酸酯按分子数量之比大于或等于2∶1，反应得到平均分子量为2100～13000之间的主链中间含有氨酯基的端羟基二元醇。

所述主链中间含有氨酯基的端羟基二元醇的分子中间含有氨酯基-OCONH-基团。主链中含有氨酯基能从根本上增强主链的强度，最终改善密封胶力学性能。所述两官能度MDI和TDI异氰酸酯扩链剂在市场上通过商业渠道可得到。所述聚醚多元醇中分子量大小通过其性能指标羟值确定。MDI和TDI扩链剂中官能团NCO，则以NCO含量决定。聚醚二元醇与MDI或TDI二官能团异氰酸酯比例按两个羟基OH与一个NCO反应，即两个分子的聚醚二元醇与一个分子的两官能团异氰酸酯单体反应形成，得到分子中含有氨酯基-OCONH-，两个端基为OH羟基基团的聚氨酯二元醇初级预聚体。这种扩链后的预聚体具有更好的力学性能。

所述两官能度聚醚多元醇为聚氧化丙烯二元醇或者聚四亚甲基二元醇。

所述两官能团二元醇两个分子与一个二苯基甲烷-4，4二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯反应得到扩链后的端羟基二元醇。所述聚氧化丙烯二元醇或者聚四亚甲基二元醇的平均分子量在1000～6000之间，其可在市场上通过商业渠道购买得到。

所述步骤20中含有异氰酸基的硅烷偶联剂为3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷或者r-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷。

所述步骤10的反应中加入催化剂，所述催化剂为有机锡类催化剂，其加入量为两官能度异氰酸酯和两官能度聚醚多元醇总质量的0.％～0.5％。

所述有机锡类催化剂为二月硅酸二丁基锡或者辛酸亚锡。

所述催化剂的加入可以加快反应并缩短反应时间，也可以不需要催化剂，但温度需相应提高，并且反应时间延长。分子量低，如1000至2000的聚醚与TDI或MDI反应可以采用低温，如低于80℃。高分子量如4000至6000聚醚与MDI或TDI反应时，应该采用高温如80～110℃，并且需加入催化剂。

所述步骤20中扩链后的含氨酯基的端羟基二元醇反应得到后，测试其分子中NCO含量，依据NCO的当量加入等当量3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷或者r-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷。为同时为使反应充分，依原聚醚分子量大小，应调整温度，聚醚分子量小者，加热温度控制在50～80℃之间。如果聚醚分子量较大者，温度可以控制在90～110℃之间。最终得到硅烷封端的聚氨酯预聚体。

所述步骤10和步骤20中的惰性气体为氮气。