[发明专利]一种快速表干的硅烷改性聚氨酯密封胶及其制备与应用

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯密封胶/粘结剂技术领域，涉及一种以硅烷改性聚氨酯预聚体为主要原料的快速表干的硅烷改性聚氨酯密封胶及其制备与应用。

背景技术

密封胶是汽车生产中重要的工艺材料之一，在汽车的结构增强、密封防锈、减振降噪、内外装饰、简化制造工艺、减轻车身质量等方面起着重要作用。近年来，随着汽车行业向环保节能、安全舒适、轻量化方向而发展的需求，新型高性能汽车密封胶的开发和应用也必将愈来愈重要。汽车工业设计理念和制造技术不断革新，从美观、视野、空气动力学等方面考虑，挡风玻璃普遍设计成弧形，采用“粘接技术”进行装配，接触面受力均匀，抗冲击性能优异，密封效果远超密封条，已经成为挡风玻璃装配的作业标准。

粘接技术的应用也推动了粘接材料的发展。通用的聚氨酯弹性密封胶由于具有良好的高弹性、低温柔韧性、耐磨性以及较高物理力学性能等优点，在建筑、汽车和船舶等领域中得到较广泛的应用。但是，存在的不足之处主要是在高气温和高湿环境中容易在胶层中发泡；对无孔基材(如玻璃、金属等)的构件进行粘接密封时一般需施用底胶；聚氨酯密封胶中的端NCO基PU预聚体，其NCO基对湿气十分敏感，如处理不当容易影响体系的贮存稳定性；一般通用性聚氨酯密封胶耐热性差等。上述聚氨酯密封胶的不足之处，使之在应用上受到一定影响。

近年来，继聚硫型、聚氨酯型、硅酮型和改性硅酮型弹性密封胶之后开发了一类新型的端硅烷基聚氨酯弹性密封胶，简称SPU密封胶。SPU密封胶体系中的Si-O-Si键具有优良的耐候、耐老化和耐化学介质的特性。SPU密封胶固化后形成的网络结构具有聚氨酯链与Si-O-Si键的双重特性，这两种不同链与键在结构上的结合正体现了新型端硅烷基聚氨酯密封胶在物理力学性能、黏附性能、耐候耐老化性能和室温快固、贮存稳定等多方面性能间的良好的平衡关系。SPU密封胶的固化交联是借助硅烷中的烷氧基在室温湿气作用下进行水解、缩聚反应完成。在这过程中不放出CO₂，因此该密封胶体系即使在高温、高湿的环境下也不会发泡。端硅烷基聚氨酯分子中，由于所含的Si-C键具有疏水性，使SPU密封胶比普通的聚氨酯密封胶体系对湿气具有更低的敏感性，导致密封胶的贮存稳定性有较大的改进。由于固化交联结构中含有Si-O-Si键，使SPU密封胶具有优良的耐候、耐水、耐化学介质、耐防冻液、耐燃油、耐机械传动油和耐热等特性。SPU密封胶体系既无游离的异氰酸酯，又无带污染性的固化渗出物逸出，不会污染被粘基材的表面和周边。此外它还具有优良的上漆性能。SPU密封胶在不施用底胶的情况下，其粘接范围已从对常用建筑材料(如金属、玻璃、砖石等)的粘接扩展到对PVC、ABS、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯等基材以及对各种漆面(包括聚丙烯酸型、环氧性、聚氨酯型和瓷漆型漆面)的粘接，并取得了良好的粘接效果。

名称为“一种纳米有机蒙脱土改性端硅烷基有机硅改性聚氨酯密封胶及其制备方法”的专利CN 101096585A中介绍了一种纳米有机蒙脱土改性的端硅烷基聚氨酯，其与无机填料、催化剂混合，搅拌均匀，得到纳米有机蒙脱土改性端硅烷基有机硅改性聚氨酯型密封胶。专利申请CN 1594480A中介绍了由端羟基聚醚和异氰酸酯合成并制备硅烷改性聚氨酯粘接密封胶的方法。名称为“一种单组分湿固化硅氧烷改性聚氨酯密封胶及其制备方法”的专利CN 1718663A介绍了一种单组分湿固化硅氧烷改性聚氨酯密封胶的制备方法，用于建筑行业。以上制备密封胶的技术方案中，均采用端羟基聚醚和异氰酸酯出发合成得到预聚体，工艺复杂，质量难以控制，密封胶表干时间较长，在一定程度上降低了施工效率。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的首要目的在于提供一种快速表干的硅烷改性聚氨酯密封胶。该硅烷改性聚氨酯密封胶产品为单组分、室温固化密封胶，表干速度快，因而不影响零部件的装配，可应用于汽车挡风玻璃的粘接与密封及其他一般工业领域，施工无需底涂，固化后具有较好的耐温、耐水、耐老化及较高的物理力学性能。

本发明的另一目的在于提供上述快速表干的硅烷改性聚氨酯密封胶的制备方法。该方法是以硅烷改性聚氨酯预聚体为主要原料，即基础聚合物，无需合成基础聚合物，工艺简单、质量稳定、体系环保。

本发明的再一目的在于提供上述快速表干的硅烷改性聚氨酯密封胶的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种快速表干的硅烷改性聚氨酯密封胶，由下述按重量份数计的物质制备而成：