[发明专利]一种含低挥发性催化剂的聚氨酯密封胶

说明书

技术领域

本发明涉及聚氨酯组合物，特别涉及一种含低挥发性催化剂的聚氨酯密封胶，属粘合剂领域。

背景技术

叔胺类催化剂是一种十分重要的聚氨酯密封胶催化剂，常用的叔胺类催化剂主要有三亚乙基二胺、三乙醇胺、三乙胺和双吗啉基二乙基醚（DMDEE）等，其中DMDEE由于氨基的位阻效应，可使含NCO的组分具优异的存储稳定性，因而被广泛应用，现已成为三大聚氨酯催化剂之一。现有技术中有将DMDEE辅以少量二月桂酸二丁基锡催化剂（专利200510041086.3）用来制备聚氨酯密封胶，专利00816490.8以DMDEE为催化剂用来制备热熔固化氨基甲酸酯粘合剂。然而，采用ASTM D-2369标准测试，DMDEE催化剂由于分子量低，易挥发，相当于含有76%的VOC， DMDEE从体系中的挥发将导致使用和固化过程的不稳定性。当胶粘剂被用于开放涂布环境、持续暴露在高温和用户通风系统的时候这一问题尤其严重。因为，在不同的暴露时间下，不同量的DMDEE从体系中挥发，致使胶粘剂固化速度不同，这将影响产品的质量控制。此外，DMDEE在制备聚氨酯密封胶和成品密封胶的使用过程中易挥发损耗，不仅影响了产品固化性能，使VOC增高，对环境造成不良影响，而且其迁移挥发污染被粘接表面，影响美观，因此，寻找能取代DMDEE而又不挥发迁移的叔胺类催化剂一直是人们努力的方向。

VOC是有机挥发物（volatile organic compounds）的英文缩写。其定义有多种，例如，世界卫生组织(WHO，1989）对总挥发性有机化合物（TVOC）的定义为熔点低于室温而沸点低于260℃的挥发性有机化合物的总称。美国ASTM 3960-04标准将VOC定义为任何能参加大气光化学反应的有机化合物。美国联邦环保署（EPA）定义的有机挥发物是除CO、CO₂、H₂CO₃、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何参加大气光化学反应的碳化合物。中国国家标准中对聚氨酯材料的有机挥发物含量无统一的标准，可参照 GB18586-2001，将VOC含量小于35ppm视为有害物质限量标准。本发明根据国内现状，选择较为严格的VOC定义，将熔点低于室温而沸点低于260℃的有机挥发物统称为VOC。由于可容许的VOC水平因环境法规要求提高而持续降低，因此具有更低VOC水平的聚氨酯密封胶组合物受到越来越多的关注。

发明内容

本发明的目的是提供一种含低挥发性双吗啉基聚氧乙烯醚催化剂的聚氨酯密封胶，降低密封胶的有机挥发物(VOC)含量，更加环保。

本发明通过下述技术方案加以实现：

本发明所述的聚氨酯密封胶由以下组份制成，各组分以重量百分比计：

（1）具有异氰酸酯基团的聚氨酯预聚物， 30~60 %；

（2）式（i）所示的双吗啉基聚氧乙烯醚催化剂，0.5~1.3%；

     （3）式（ii）所示的含异氰酸酯基硅烷或巯基硅烷， 0.5~1.0%；

     （i）n为2~10 ，

    （ii）R为甲基或乙基， 

 （4）增塑剂  10~50% ;

 （5）填料    10~40%。

优选如下配方：

（1）具有异氰酸酯基团的聚氨酯预聚物， 40~60 %；

（2）式（i）所示的双吗啉基聚氧乙烯醚催化剂，0.5~1.3%；n=2~10 ;

     （3）式（ii）所示的含异氰酸酯基硅烷或巯基硅烷，0.5~1.0%；

 （4）增塑剂  10~30% ;

 （5）填料    20~30%。

其中，所述具有异氰酸酯基团的聚氨酯预聚物由多异氰酸酯和多元醇制成，聚氨酯预聚物中残留的游离异氰酸酯基团的质量含量为1.0~6.0%；所述的多异氰酸酯的官能度为2~4，优选二异氰酸酯，更优选MDI（4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’ -二苯基甲烷二异氰酸酯、2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯）或TDI（ 2,4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯）或其混合物。所述的多元醇官能度为2~3，优选分子量2000~6000的聚醚多元醇、聚酯多元醇或其混合物。

其中，式（i）所述的双吗啉基聚氧乙烯醚是一种叔胺催化剂，随着n值的增加双吗啉基醚的挥发性和迁移性逐渐降低甚至不挥发，因此可降低密封胶制品的VOC，确保均匀的固化速度。