本发明涉及密封剂技术领域,具体涉及一种有机硅改性聚氨酯密封剂。
背景技术:
现在,国内外市场大都使用过量异氰酸酯与聚醚在一定条件下反应制得pur密封剂或胶黏剂,但在某种状态下,pur密封剂必须配合使用底涂剂粘接使用,操作不便。
pur密封剂(胶黏剂)含有异氰酸基团,对人体和环境都有一定的危害;而且pur对玻璃、金属、陶瓷等的粘接密封都需用底涂剂,pur密封剂在高湿的条件下固化时会放出co2气体从而容易产生气泡影响密封胶的强度,且高温时强度不够。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种有机硅改性的聚氨酯密封剂,由如下方法制备得到:
1)将脱水后的聚醚3050与聚醚n220按先后顺序分别加入到甲苯二异氰酸酯反应生成聚氨酯预聚体;
2)所述聚氨酯预聚体与环氧树脂e51反应生成环氧改性聚氨酯(ep-pur);
3)所述ep-pur与有机硅y-9669反应生成所述有机硅改性聚氨酯密封剂(ep-spur)。
优选的,所述脱水后的聚醚3050与聚醚n220按先后顺序向反应釜中添加的过程中,间隔半个小时左右。
优选的,所述甲苯二异氰酸酯的用量为60~100份,聚醚n220的用量为200~470份,聚醚3050的用量为200~450份。
进一步优选的,甲苯二异氰酸酯80~100份,聚醚n220200~400份,聚醚3050200~420份。
优选的,所述环氧树脂e51的用量为3~10份。
优选的,所述有机硅y-9669的用量为40~100份;进一步优选的,有机硅y-966940~60份。
优选的,所述聚醚3050和聚醚n220与甲苯二异氰酸酯的反应条件为,在氮气的保护下,75~80℃的条件下反应2~2.5h。将聚醚加入到甲苯二异氰酸酯中,防止加料顺序不同而凝胶,同时使活性较小的聚醚3050与异氰酸基团优先反应,可较好的控制反应速度,在这种条件下,聚醚与异氰酸基团可充分反应,且2h后反应速度较慢,因此控制反应时间为2~2.5h。
优选的,所述聚氨酯预聚体与环氧树脂e51反应的条件为,在氮气的保护下,75~80℃的条件下反应1~1.5h。由于加入环氧树脂量较少,反应时间不宜过长,此时聚醚与环氧树脂均与异氰酸基团反应,且反应温度在80℃以下,以防环氧基团发生开环反应使产品结构改变。
优选的,所述ep-pur与有机硅y-9669的反应条件为,在氮气的保护下,10~50℃的条件下反应0.5~1.5h。氨基与异氰酸基团反应速度较快,反应温度不宜过高,而y-9669中为仲胺,反应相对比较温和,上述反应条件可使产物不易因反应过快而发白。
优选的,在反应前,将聚醚n220和聚醚3050分别升温到115~125℃,保持2~2.5h,进行脱水处理,脱水过程中防止空气通过真空泵倒流至反应釜;脱水处理完成后,将聚醚n210和聚醚3050均降温至50℃(方便投料)。
进一步优选的,本发明所述的密封剂,其制备原料包括:甲苯二异氰酸酯80~100份,聚醚n220200~400份,聚醚3050200~350份,环氧树脂e513~10份,有机硅y-966920~50份;
其制备方法包括如下步骤:
3)将聚醚n220和聚醚3050分别升温到115~125℃,保持2~2.5h,进行脱水处理,脱水处理完成后,将聚醚n210和聚醚3050均降温至50℃待用;
4)将聚醚3050与n220在氮气的保护下,在75~80℃的条件下先后间隔0.5~1h投入甲苯二异氰酸酯中反应2~2.5h后,生成聚氨酯预聚体;
3)所述聚氨酯预聚体与环氧树脂e51在氮气的保护下,在75~80℃的条件下反应1~1.5h,生成环氧改性后的聚氨酯预聚体;
4)所述ep-pur与有机硅y-9669在氮气的保护下,在10~40℃的条件下反应0.5~1.5h,生成所述有机硅改性聚氨酯密封剂(ep-spur)。
本发明所述密封剂为单组份湿固化密封剂,固化条件为:水汽固化或120℃烘1h左右均可,直接使用。
本发明所述密封剂也可做热熔性密封剂使用。
本发明所述的技术方案具有如下有益效果:
1)有机硅是以硅-氧(si-o)键为主链结构的,si-o键的键能较高,所以ep-spur的热稳定性高,耐高温,高温下强度更高,应用广泛,ep-spur中含有硅烷氧基,经水解可直接粘接密封,无需使用底涂剂,且固化过程中不会放出co2而产生气泡影响强度;最重要的是,本发明选择了有机硅y-9669,其中含有仲氨,将ep-pur中剩余的异氰酸基团全部反应掉,完全消除了ep-pur胶黏剂中异氰酸基团对人体和环境有害的缺点,具有防污染、环保等特性,而且所制得的密封剂不易发白。
2)本发明在制备的过程中不用催化剂,增加其环保性能,同时在聚氨酯中加入环氧基团,所制得的ep-spur在具有聚氨酯柔韧性的前提下,又提高了胶层的内聚强度,使所得产品在高温下密封性能更好,强度更高。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种有机硅改性聚氨酯密封剂,其由如下原料制备而成:甲苯二异氰酸酯60g,聚醚n220200g,聚醚3050200g,环氧树脂e513g,有机硅y-966920g。
其制备方法包括如下步骤:
5)将聚醚n220和聚醚3050分别升温到120℃,保持2h,进行脱水处理,脱水处理完成后,将聚醚n210和聚醚3050均降温至50℃待用。
6)将聚醚3050与n220在氮气的保护下,在75~80℃的条件下先后(可间隔半小时)投入甲苯二异氰酸酯中反应2h后,生成聚氨酯预聚体;
3)所述聚氨酯预聚体与环氧树脂e51在氮气的保护下,在75~80℃的条件下反应1~1.5h,生成环氧改性后的聚氨酯预聚体(ep-pur);
4)所述ep-pur与有机硅y-9669在氮气的保护下,在40℃的条件下反应1h,生成所述有机硅改性聚氨酯密封剂(ep-spur)。
实施例2
本实施例涉及一种有机硅改性聚氨酯密封剂,其由如下原料制备而成:甲苯二异氰酸酯100g,聚醚n220470g,聚醚n3050350g,有机硅y-966950g,环氧树脂e5110g。
其制备方法包括如下步骤:
1)将聚醚n220和聚醚3050分别升温到120℃,保持2h,进行脱水处理,脱水处理完成后,将聚醚n210和聚醚3050均降温至50℃待用。
2)将聚醚3050与n220在氮气的保护下,在75~80℃的条件下先后(可间隔半小时)投入甲苯二异氰酸酯中反应2h后,生成聚氨酯预聚体;
3)所述聚氨酯预聚体与环氧树脂e51在氮气的保护下,在75~80℃的条件下反应1~1.5h,生成环氧改性后的聚氨酯预聚体(ep-pur);
4)所述ep-pur与有机硅y-9669在氮气的保护下,在30℃的条件下反应1h,生成所述有机硅改性聚氨酯密封剂(ep-spur)。
实施例3
本实施例涉及一种有机硅改性聚氨酯密封剂,其由如下原料制备而成:甲苯二异氰酸酯80g,聚醚n220250g,聚醚n3050320g,有机硅y-966930g,环氧树脂e515g。
其制备方法包括如下步骤:
1)将聚醚n220和聚醚3050分别升温到120℃,保持2h,进行脱水处理,脱水处理完成后,将聚醚n210和聚醚3050均降温至50℃待用。
2)将聚醚3050与n220在氮气的保护下,在75~80℃的条件下先后(可间隔半小时)投入甲苯二异氰酸酯中反应2h后,生成聚氨酯预聚体;
3)所述聚氨酯预聚体与环氧树脂e51在氮气的保护下,在75~80℃的条件下反应1~1.5h,生成环氧改性后的聚氨酯预聚体(ep-pur);
4)所述ep-pur与有机硅y-9669在氮气的保护下,在30℃的条件下反应1h,生成所述有机硅改性聚氨酯密封剂(ep-spur)。
实施例4
本实施例涉及一种有机硅改性聚氨酯密封剂,其由如下原料制备而成:甲苯二异氰酸酯100g,聚醚n220300g,聚醚n3050340g,有机硅y-966940g,环氧树脂e5110g。
其制备方法包括如下步骤:
1)将聚醚n220和聚醚3050分别升温到120℃,保持2h,进行脱水处理,脱水处理完成后,将聚醚n210和聚醚3050均降温至50℃待用。
2)将聚醚3050与n220在氮气的保护下,在75~80℃的条件下先后(可间隔半小时)投入甲苯二异氰酸酯中反应2h后,生成聚氨酯预聚体;
3)所述聚氨酯预聚体与环氧树脂e51在氮气的保护下,在75~80℃的条件下反应1~1.5h,生成环氧改性后的聚氨酯预聚体(ep-pur);
4)所述ep-pur与有机硅y-9669在氮气的保护下,在40℃的条件下反应1h,生成所述有机硅改性聚氨酯密封剂(ep-spur)。
对比例1
授权公告号cn102898611b中所公开的实施例1中的产品。
对比例2
授权公告号cn102898611b中所公开的实施例2中的产品。
实验例
所述实例1、2、3、4中,有机硅的加入将剩余的异氰酸根全部反应,即加入有机硅后,异氰酸根含量为零。而且,实施例1~4所制备得到的产品不发白。
虽然,上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。