[发明专利]低模量高弹性恢复率聚氨酯密封胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低模量有机硅改性聚氨酯密封胶及其制备方法，所述低模量高弹性恢复率聚氨酯密封胶的组成中含有有机硅改性聚氨酯预聚物和硅烷改性的纳米碳酸钙。所述低模量有机硅改性聚氨酯密封胶具有良好的弹性恢复性能，同时具有一定的疏水性能，耐水性优异，稳定性好。

技术领域

本发明涉及一种低模量高弹性恢复率聚氨酯密封胶及其制备方法，属硅烷改性聚氨酯密封胶技术领域。

背景技术

硅烷改性聚氨酯弹性密封胶是继聚硫型、硅酮型、聚氨酯型之后的一类新型弹性密封胶，具有良好的力学性能和贮存稳定性，优异的粘接性、可涂覆性以及耐候性等，在建筑领域有着较广阔的应用前景。

弹性密封胶在用于混凝土的高变形接缝嵌缝密封时，密封胶模量过高，容易在混凝土接缝变形界面发生粘接破坏，因此适宜采用低模量、高粘接性、高弹性密封胶。

密封胶的弹性恢复性能是决定密封胶适应接缝变形的一项重要性能，然而在制备单组分低模量硅烷改性聚氨酯密封胶时，通常采用降低填料份数、增加增塑剂份数而这会引起密封胶弹性恢复性能的降低。低的弹性恢复性能密封胶在跟随接缝变形恢复后胶体不能同时恢复，导致密封胶起鼓、密封性能下降，严重影响密封胶的实际使用效能。

有机硅材料主链结构是Si-O-Si链交替组成的稳定骨架，具有极佳的柔韧性，良好的耐热、耐候、阻燃和憎水性能，不仅能够增强聚氨酯的柔韧性与弹性，也可使聚氨酯的其他性能有着明显改善。

CN201410089094.4中，通过加入硅烷封端剂，制备的单组份硅烷改性聚氨酯密封胶具有良好的耐候、耐水、耐热性且粘接力良好。

CN201510086740.6中，使用乙烯基三定酮肟基硅烷改性聚氨酯制备的密封胶具有较好的耐油性和耐热性，在高温高湿环境下保持良好的性能。

文献表明，有机硅改性聚氨酯研究大都集中在硅烷部分或全部封端-NCO基，以达到改善界面粘接，提高耐老化、耐热性能，降低表面缺陷等作用。

发明内容

为解决现有技术中的低模量密封胶弹性恢复性能偏低，在混凝土接缝处密封性能较差的问题，本发明提供了一种低模量有机硅改性聚氨酯密封胶及其制备方法，所述低模量有机硅改性聚氨酯密封胶具有良好的弹性恢复性能，同时具有一定的疏水性能，耐水性优异，稳定性好。

该密封胶树脂预聚物分子链中引入具有极佳柔韧性的-Si-O-Si骨架结构，增强聚氨酯分子链的链柔顺性与弹性，同时降低分子链间阻尼与内耗，提高密封胶弹性恢复性能，采用低分子聚二甲基硅氧烷嵌段共聚改性可避免高含量有机硅引入时导致的聚合物相分离以及力学性能降低。配合采用硅烷改性纳米碳酸钙作为补强填料可增加纳米碳酸钙和聚合物分子链间物理与化学缠结点，减少密封胶拉伸变形时引起的分子链间滑移、滑脱，进一步提高密封胶弹性恢复性能。

所述的有机硅改性聚氨酯预聚物为低分子量端羟基聚二甲基硅氧烷嵌段共聚改性聚氨酯预聚物，其中低分子量端羟基聚二甲基硅氧烷分子量为200～500。

所述的低分子量端羟基聚二甲基硅氧烷嵌段共聚改性聚氨酯预聚物制备方法为：

(1)将5～15份端羟基聚二甲基硅氧烷加入反应釜中，升温至80～100℃，真空脱水1～2h；

(2)降温至60～65℃，加入5～20份异氰酸酯，缓慢升温至80～100℃，氮气保护下，反应2.5～3h；

(3)降温至60～65℃，加入已真空脱水10～45份聚醚多元醇，缓慢升温至80～100℃，氮气保护下，反应2.5～3h；

(4)降温至60～70℃，逐滴滴入1～25份硅烷偶联剂，氮气保护下，反应2～3h，得硅烷封端有机硅改性聚氨酯预聚物。

所述的端羟基聚二甲基硅氧烷的制备方法为：