[发明专利]一种耐高温耐水解聚氨酯灌封胶的制备

说明书

本发明涉及一种耐高温耐水解聚氨酯的制备方法，适用于中空纤维膜组件的灌封。本发明提出一种双重固化策略，利用常规固化剂和潜伏性固化剂协同策略，实现聚氨酯灌封胶常温部分固化，中温完全固化，克服了聚氨酯灌封胶通常固化时间长或固化太快、放热严重所导致膜管烧丝、爬丝等问题，中温固化也充分缩短了固化时间。固化后的聚氨酯灌封胶具有优异的耐热性能和耐水解性能。本发明的制备方法简单且易于工业化操作，拓宽了聚氨酯灌封胶的应用范围。

技术领域

本发明涉及一种耐高温耐水解聚氨酯灌封胶的制备方法，属于高分子合成领域，适用于中空纤维膜组件的灌封。

背景技术

中空纤维膜以膜组件之形式应用于相关的工程中，而将其制成膜组件时需使用大量灌封胶进行封端。灌封胶自身特性与中空纤维膜丝以及与膜组件外壳的相互作用均会影响膜组件在实际应用过程中的性能。因此，选择合适的灌封胶对制备中空纤维超滤膜组件至关重要。

膜组件目前主要使用聚氨酯和环氧类型的灌封胶，然而传统灌封材料所用的环氧树脂存在硬度比较大、容易脆裂和不能修补等问题。聚氨酯灌封胶克服了环氧树脂发脆的弊端，以其独特的综合性能成功地在各行各业得到了广泛应用。聚氨酯灌封胶的A、B两个组分经充分混合反应后，链结构得到增长，形成了在性能和结构上类似于橡胶的弹性体材料。这种弹性体紧紧包覆在中空纤维超滤膜组件周围，就可起到密封作用，进而起到防尘、防水、防震和固定作用。

目前聚氨酯灌封胶存在易受空气中湿气、膜管中水分等影响，从而在固化过程中产生大量气泡，进而影响膜组件的实际使用寿命。除此之外，一些应用在特殊使用场景的中空纤维膜组件往往需要具有耐高温耐水解的灌封胶，而常用聚氨酯灌封胶长期使用温度在80℃以下，且聚氨酯灌封胶对水分很敏感，更重要的是固化时间长或固化太快、放热严重，导致膜管烧丝、爬丝等。因此开发出新型的耐高温耐水解的聚氨酯灌封胶显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出一种双重固化策略，可制备出一种适合中空纤维膜组件使用的聚氨酯灌封胶，此类灌封胶解决了传统固化时间快放热严重的问题，同时固化后的灌封胶具有优异的耐热性能和耐水解性能，适用于一些特殊使用场景的中空纤维膜组件，如高温废水的处理。

本发明所述一种耐高温耐水解聚氨酯灌封胶的制备，其特征在于：包括A组分和B组分的制备，使用时将A组分和B组分按1：0.5～2的质量比混合后，搅拌均匀即可得到双组分耐高温耐水解聚氨酯灌封胶。

所述一种耐高温耐水解聚氨酯灌封胶的制备方法包括下述步骤：

(1)A组分的制备：

步骤(1)聚丙二醇、聚碳酸酯二元醇按一定比例混合，抽真空，在100～120℃真空脱气1～3h；(2)停止抽真空，降温至40～50℃，加入计量的MDI、少量稀释剂搅拌均匀，随后升温至60～80℃反应0.5～3小时；(3)降温至40～50℃，真空脱气30min，得到预聚体，密封待用；

(2)B组分的制备：

将扩链剂、催化剂、潜伏性固化剂、填料按比例加入混合，同时加入少量稀释剂混合调节粘度，加热，控制温度在100～120℃，真空脱气1～3h，降温至40～50℃，混合均匀后密封待用；

(3)A、B组分的混合：

将A、B组分室温下按一定比例混合，室温放置2～3d后进行测试或室温放置6～10h，60～80℃固化1～3h。

所述聚丙二醇为平均分子量400、600、1000、1500、2000、3000、4000、6000、8000的聚丙二醇中的至少一种；

所述聚碳酸酯二元醇为平均分子量500、1000、2000、3000的聚碳酸酯二元醇中的至少一种；所述稀释剂为苯类、酯类、酮类中的至少一种；