觸變性單組份聚氨酯密封膠的研制

1、 觸變性單組份聚氨酯密封膠的研制李彥濤劉素江 劉自強(qiáng)肖繼君 (河北省科學(xué)院能源研究所 【摘要】 本文敘述了單組份聚氨酯密封膠的固化原理 , 對影響其物理力學(xué)性能 、 觸變性和貯存 穩(wěn)定性的因素進(jìn)行了研究 , 篩選出了較佳的配方 。 【關(guān)鍵詞】 觸變性 , 聚氨酯 , 密封膠近年來 , , 原材料成本高 , 價 格昂貴 。 , 。 聚氨酯密封膠成本僅是 有機(jī)硅的一半 , 。 我們通過實(shí)驗 , 對單組份聚氨酯密封膠的力 學(xué)性能 、 , 篩選出了較佳的配方 。1單組份密封膠的固化原理單組份聚氨酯密封膠是通過聚氨酯預(yù)聚體和空氣中濕氣反應(yīng)固化的 , 在 20%相對濕 度 , 20溫度下即可固化 , 不用

2、計量混合 , 使用方便 。 其反應(yīng)機(jī)理如下 : N CO +H 2O N H C N H +CO 2 N H C N H + N CO N H C N C N H 預(yù)聚體同空氣中或基質(zhì)上的濕氣反應(yīng)生成脲 , 再進(jìn)一步反應(yīng)產(chǎn)生縮二脲交聯(lián) , 形成彈性 密封膠 。2密封膠的制備2. 1主要原材料與規(guī)格 (表 1 2. 2密封膠制備工藝過程先將各種填料 、 顏料烘干 , 烘干至規(guī)定水份 , 然后與聚醚在捏合機(jī)中捏合三輥研磨機(jī)研92第 4期 河北省科學(xué)院學(xué)報 河北輕化工學(xué)院化工系石家莊市科委磨 23遍真空加熱脫水降溫 , 在反應(yīng)釜中緩慢加入 TD I , 反應(yīng)一定時間抽真空 , 灌裝 。表 1主要原材

3、料及規(guī)格原材料名稱 規(guī)格220聚醚 國產(chǎn) :工業(yè)品330聚醚 國產(chǎn) :工業(yè)品進(jìn)口 :工業(yè)品沉淀 Si O 2國產(chǎn) :工業(yè)品輕質(zhì) CaCO 3國產(chǎn) :工業(yè)品滑石粉 國產(chǎn) :工業(yè)品硅藻土 國產(chǎn) :工業(yè)品鈦白粉 進(jìn)口 :工業(yè)品甲苯 :二丁基錫二月桂酸酯 :抗氧劑33. 1不同 N 含量的影響單組份聚氨酯密封膠中 N CO %含量對膠的性能有較大影響 。 N CO %含量低 , 預(yù)聚體分 子量較高 , 膠的粘度大 , 膠的貯存期 、 適用期和固化時間長 。 固化后 , 膠的伸長率較高 , 抗張強(qiáng) 度較低 。 N CO %含量高 , 預(yù)聚體分子量較低 , 膠的粘度小 , 膠的貯存期 , 適用期和固化時間

4、 短 。 固化后 , 膠的伸長率較低 , 抗張強(qiáng)度較高 。 不同 N CO %對膠的性能的影響如表 2所示 。表 2不同 N CO %對膠的性能的影響試驗 N CO %抗張強(qiáng)度 ( (11. 51. 50206231. 85395351. 9032346. 52. 05267注 :二羥基與三羥基聚醚摩爾數(shù)之比 1 0. 53. 2二羥基與三羥基聚醚摩爾數(shù)之比對膠的性能的影響二羥基與三羥基聚醚摩爾數(shù)之比對膠的性能也有較大影響 。 一般來說 , 二羥基與三羥基 的摩爾數(shù)之比大 , 則膠的伸長率提高 , 抗張強(qiáng)度下降 。 反之 , 抗張強(qiáng)度提高 , 伸長率下降 。 如 果完全使用二羥基聚醚 , 抗張

5、強(qiáng)度低 , 不能滿足要求 , 一般二羥基聚醚和三羥基聚醚混合使 用 。 二羥基聚醚與三羥基聚醚摩爾數(shù)之比對膠的性能的影響列于表 3。3. 3觸變性實(shí)驗觸變性是密封膠的一項重要性能指標(biāo) , 觸變性對于在垂直面上施工的密封膠是非常重 要的 。 密封膠應(yīng)在施工后到初步交聯(lián)前保持其固有的幾何形狀 , 不能流淌 。 常用的觸變劑有 氣相 Si O 2, 沉淀 Si O 2, 輕質(zhì) CaCO 3, 硅藻土 , 膨潤土等 , 為了達(dá)到既能降低成本 , 又能防止密 03河北省科學(xué)院學(xué)報 1996年 封膠流淌的目的 , 我們選用沉淀 Si O 2和輕質(zhì) CaCO 3做為觸變劑 , 表 4是觸變劑的不同用量 對密

6、封膠性能的影響 。表 3二羥基與三羥基聚醚摩爾數(shù)之比對膠的性能的影響 試驗二羥三羥(摩爾比 抗張強(qiáng)度 (M Pa 伸長率 (%11 01. 1528321 0. 21. 7434531 0. 51. 953984112. 10328注 :N CO %=35表 4試驗編號觸變劑含量 (%11512較好 35好 458以上好 、 流淌3. 4單組份濕固化聚氨酯密封膠是膠層吸收空氣中或被粘材料中水份發(fā)生脲基擴(kuò)鏈和交聯(lián) 反應(yīng)而固化的 。 貯存期要求半年以上 , 提高穩(wěn)存性的辦法是盡量除盡組份體系中水份和控制原料中活性雜質(zhì)含量 , 本實(shí)驗使用的聚醚 、 填料都經(jīng)過干燥脫水 , 另外 , 不同聚醚生產(chǎn)廠家

7、生 產(chǎn)聚醚質(zhì)量不一樣 , 同樣品種的聚醚 , 其殘留的微量活性雜質(zhì)含量不一樣 , 微量活性雜質(zhì)能 促進(jìn)凝膠反應(yīng) , 使穩(wěn)定期縮短 , 所以 , 對使用不同廠家的聚醚 , 使用前要嚴(yán)格檢驗 。 3. 5提高固化速度如何提高固化速度是濕固化單組份密封膠的一大難題 。 其固化形式是空氣中或被粘材 料中水份擴(kuò)散進(jìn)入膠層發(fā)生交聯(lián) 。 如何提高水份擴(kuò)散速度 , 改變基團(tuán)活性和催化劑的種類和 用量是增加固化速度的關(guān)鍵 , 本實(shí)驗采用的催化劑是二丁基錫二月桂酸酯 , 表 5列出了不同 催化劑用量對密封膠 (厚度 1. 5mm 固化時間的影響 。 催化劑用量增加 , 貯存穩(wěn)定性變差 , 同 時考慮固化速度和貯存

8、穩(wěn)定性兩種因素 , 我們選擇催化劑的用量為 0. 5%。表 5不同催化劑用量對固化時間的影響實(shí)驗序號催化劑用量 (%初固時間 (10. 1620. 5330. 8241. 2403. 6較佳的配方及結(jié)果13第 4期 李彥濤等 :觸變性單組份聚氨酯密封膠的研制經(jīng)過大量的實(shí)驗 , 我們篩選出了較佳的配方如表 6所示 。表 6較佳的配方原材料 規(guī)格及型號 用量聚醚多元醇 分子量 20003000100TD I 80 2017. 5觸變填料 國產(chǎn) :工業(yè)品 18滑石粉 國產(chǎn) :工業(yè)品 37. 5增塑劑 國產(chǎn) :工業(yè)品 6. 0有機(jī)錫催化劑 試劑 0. 9抗氧劑 國產(chǎn) :工業(yè)品 0. 5物理指標(biāo)如下 :

9、外觀 :白色或其它顏色 。 拉伸強(qiáng)度 :1.斷裂伸長率 : 300。 :, 垂度 2mm貯存穩(wěn)定性 : 64從以上實(shí)驗結(jié)果看 , 觸變性單組份聚氨酯密封膠使用方便 , 性能優(yōu)良 , 可以替代有機(jī)硅 密封材料 , 市場前景較好 。參 考 文 獻(xiàn) 1 劉益軍 . 聚氨酯工業(yè) . 1993, (2 :46 2 U S 4539345, 1985 3 EP 0103453, 1984 4 A dhesives A ge , V 28, 11(1985 5 屈增錄 . 新型建筑材料 . 1992, (2 :24STUDY ON MONO -COM PONENT TH IXOTROP I CPOLY URETHANE SEAL ING AD HESIVEL i Yan tao L iu Su jiang L iu Ziqiang X iao J ijiuABSTRACT T h is article in troduces the cu ring m echan is m of m ono 2com ponen t po lyu rethane sealing adhesive . T he influence facto rs on its m echan ical p erfo r m ances , th ixo trop