[发明专利]环保高强度密封胶组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及密封胶组合物领域，特别涉及一种环保高强度密封胶组合物及其制备方法。

背景技术

密封胶是一种随密封面形状而变形，不易流淌，有一定粘结性的密封材料。是用来填充构形间隙、以起到密封作用的胶粘剂。它在使用时是一种流动的或可挤注的不定形材料，能嵌填封闭接缝，通过干燥、温度变化、溶剂挥发、化学交联及与基材稳定粘结，其逐渐定型成为塑性固态、粘弹态或弹性密封材料。

随着人们环保、能源意识的增强，促进了水性密封剂为代表的低污染、环保密封剂的发展。水性聚氨酯密封胶是指将聚氨酯溶于水或分散在水中而形成的胶粘剂，无毒不燃，无公害，无危险，气味小，不污染环境，节省能源，粘度较低，用水溶性增稠剂和水可进行调节，操作方便，残胶可以用水清理；将聚氨酯涂膜的硬度高、附着力强、耐磨蚀、耐溶剂性好等优点与水性涂料的低VOC含量相结合，且聚氨酯聚合物具有裁剪性，采用分子设计原理，结合新的合成和交联技术，能有效控制涂膜聚合物的组成和结构。

现有技术的缺陷：由于水性聚氨酯分子主链结构中的亲水性基团的存在，导致了水性聚氨酯密封胶的耐水性、初粘性以及耐溶剂型较差，并且水性聚氨酯密封胶的固含量低、活化温度高等缺陷。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供环保高强度密封胶组合物及其制备方法，以解决低单体残留，提高水性聚氨酯密封胶力学性能、耐温性和耐水性的问题。

本发明采用的技术方案如下：一种环保高强度密封胶组合物，关键在于由以下质量份数的原料组成：

丙烯酸改性水性聚氨酯30～50份、改性植物蛋白胶25～40份、水性增稠剂3～8份、水性固化剂3～7份、水性流平剂0.2～3份、水性抗氧化剂0.05～1份、纳米SiO₂ 10～20份、水性分散剂0.5～5份；

所述丙烯酸改性水性聚氨酯由以下质量份数的原料组成：

丙烯酸单体15～20份、偶氮二异丁腈0.1～1份，二元醇40～55份、2，2-二羟甲基丙酸4～10份、六亚甲基二异氰酸酯35～50份、二月桂酸二丁基锡1～3份、三乙醇胺8～20份、三羟甲基乙烷10～15份、1，4-丁二醇2～5份、乙酸乙酯18～33份和去离子水适量。

优选的，所述原料的质量份数为：丙烯酸改性水性聚氨酯35份、改性植物蛋白胶28份、水性增稠剂5份、水性固化剂6份、水性流平剂0.5份、水性抗氧化剂0.1份、纳米SiO₂ 12份、水性分散剂1.5份；所述丙烯酸改性水性聚氨酯由丙烯酸单体18份、偶氮二异丁腈0.4份，二元醇45份、2，2-二羟甲基丙酸6份、六亚甲基二异氰酸酯38份、二月桂酸二丁基锡1.5份、三乙醇胺10份、三羟甲基乙烷13份、1，4-丁二醇4份、乙酸乙酯27份和去离子水适量。

优选的，所述丙烯酸改性水性聚氨酯采用以下方法获得：反应容器中加入2/3的乙酸乙酯，升温至55～85℃，在回流状态下滴加丙烯酸酯类单体、偶氮二异丁腈和剩余的乙酸乙酯的混合物，1～2h滴完，保温3～5h后，得到丙烯酸低聚物；将二元醇和2，2-二羟甲基丙酸在90～110℃、真空脱水1～2h后，降温至60～85℃，加入六亚甲基二异氰酸酯、所述丙烯酸低聚物和二月桂酸二丁基锡，反应1.0～3.0h后，降温至40～50℃，加入三乙醇胺中和成盐，反应0.5～1.0h，升温至60～85℃，加入三羟甲基乙烷进行中和成盐类，反应0.5h～4.0h，使预聚物形成部分网络结构，然后在高速搅拌下加入适量去离子水乳化0.5～1.0h，再加入1，4-丁二醇扩链反应0.5h，得到所述丙烯酸改性水性聚氨酯。

优选的，所述纳米SiO₂采用以下方法获得：所述纳米SiO₂采用以下方法获得：将0.5mol/L的甲醇钠溶液中加入SiO₂，溶液与SiO₂的质量比为3∶1，超声震荡5～10分钟，继续反应1h后，用无水甲醇洗涤，再经过干燥，研磨得到甲醇钠表面处理的SiO2；将所述甲醇钠表面处理的SiO2加入到环氧丙醇中，在温度105-115℃，氮气保护，反应40-55分钟后离心分离，并用乙醇洗涤，经干燥得所述纳米SiO2。

优选的，所述改性植物蛋白胶采用以下方法获得：将蔗糖和尿素的混合物中加入质量分数为35％的NaOH水溶液，蔗糖、尿素和NaOH水溶液的质量比为10-20：1：8～15，加热直至蔗糖和尿素溶解，然后升温到60～90℃，加入大豆蛋白，大豆蛋白与尿素的质量比为5～10:1，并进行恒温搅拌，反应30min，得到改性植物蛋白胶。