[发明专利]一种硅烷封端聚氨酯组合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及化工材料技术领域，具体涉及一种硅烷封端聚氨酯组合物及其制备方 法和应用。

背景技术

通常由聚氨酯聚合物制备的密封材料、粘合剂和涂层，由于具有良好的高弹性、低 温柔韧性、耐磨性以及较高的物理性能等优点，使之广泛应用于建筑、汽车和船舶等领域。 但其在高温高湿环境中容易起泡，对无孔基材的构件粘接一般需要底涂，而且贮存稳定性、 耐热性差，从而影响了使用。

以硅烷封端的聚合物为基础的湿固化组合物正好克服了传统的以聚氨酯聚合物 为基础的湿固化组合物的缺点，制备的密封胶在使用时无需底涂即可达到很好的粘接，且 具有良好的贮存稳定性，并且从环保和毒理学的角度上看，由于其不含游离的异氰酸酯，更 加环保和安全。

传统的硅烷封端的聚氨酯聚合物的制备方法是含氨基的二官能度或三官能度基 的硅烷与端异氰酸酯基聚氨酯预聚体反应；通过异氰酸酯基的二官能度或三官能度基硅烷 与端羟基聚氨酯预聚体反应制备，如US3627722，US362557和US4889903中所述。

US6703453、US0299017A1、US3033815和US5908948中均公开了以硅烷封端聚合物 为基础的湿固化组合物，其封端的硅烷是由氨基硅烷和马来酸酯或富马来酸酯通过加成反 应制备。

然而上面所述的几种制备方法都有其缺点，通过氨基硅烷封端制备的聚合物，存 在粘度大、耐热性差的缺点，且在长期的热辐射下粘合剂的粘度上升很快，更加不适用于使 用；而使用异氰酸酯硅烷进行封端的聚合物的制备，存在原料难得到且昂贵的缺陷，从而生 产成本高，不利于工业化生产。

发明内容

本发明的目的之一在于针对现有技术的不足，提供一种粘度低、耐热性好且生产 成本低的硅烷封端聚氨酯组合物。

本发明的目的之二在于针对现有技术的不足，提供一种粘度低、耐热性好且生产 成本低的硅烷封端聚氨酯组合物的制备方法。

本发明的目的之三在于针对现有技术的不足，提供一种粘度低、耐热性好、且生产 成本低的硅烷封端聚氨酯组合物的应用。

为了实现上述目的之一，本发明采用如下技术方案：

提供一种硅烷封端聚氨酯组合物，包括：

a)至少一种具有烷氧基端基的硅烷封端的聚合物P，含量占20%~40%，以整个组合物计；

b)至少一种用于交联硅烷封端的聚合物P的催化剂，含量占0.05%~2%，以整个组合物 计；

c)至少一种用于交联和粘接促进的小分子硅烷，含量占0.5%~3%，以整个组合物计；

d)至少一种填料，含量占25%~60%，以整个组合物计；

e）至少一种增塑剂，含量占10%~45%，以整个组合物计。

其中，所述聚合物P具有如式I所示的化学结构式：

式I

其中：

Y代表在移除n个羟基后聚醚多元醇的n-价的残基；

R₁代表氢原子或具有1~6个C原子的直链或支链的一价的烃残基，优选地表示氢原子或 甲基；

R₂代表氢原子或具有1~6个C原子的直链或支链的一价的烃残基，优选地表示氢原子或 甲基；

R₃代表具有1~12个C原子的直链或支链的二价的烃残基，其优选选地包含一个或多个 C-C重键；

R₄代表具有1~12个C原子的直链或支链的二价的烃残基，其优选地包含一个或多个C-C 重键；

R₅代表甲基或乙基；

下标a代表0、1或2的值；

下标m代表1~3的值；

下标n代表1~3的值；

下标q代表0或1的值；

A代表移除两个异氰酸酯基团后的二异氰酸酯的二价残基。

所述聚合物P的合成方法包括如下两种方法：

(a)通过羟烷基丙烯酸酯与具有异氰酸酯基团的聚氨酯预聚体反应得到中间体M1，M1 再与氨基硅烷反应获得硅烷封端的聚氨酯聚合物P1；

(b)通过羟烷基丙烯酸酯与氨基硅烷反应获得中间体M2，M2再与具有异氰酸酯基团的 聚氨酯预聚体反应得硅烷封端的聚氨酯聚合物P2。