專利名稱：一種硅烷改性聚氨酯玻璃底涂劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯密封膠，專用于聚氨酯密封膠與汽車擋風(fēng)玻璃粘接的一種硅烷改性聚氨酯玻璃底涂劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
由于聚氨酯密封膠具有良好的彈性粘接能力等特性，被廣泛應(yīng)用于汽車、建筑等行業(yè)。但是聚氨酯密封膠對于玻璃等無孔基材粘接欠佳，所以在汽車行業(yè)中對汽車擋風(fēng)玻璃等部件實(shí)行粘接時(shí)，需要在玻璃上刷一層底涂劑，以提高聚氨酯密封膠對玻璃的粘接力。 這種底涂劑要求對聚氨酯密封膠及玻璃均具有很好的粘接能力。而目前使用的底涂劑，主要是瑞士制造的產(chǎn)品，它雖有較好的粘接性，但其仍存在較多不足施工時(shí)在較短時(shí)間內(nèi)底涂劑易增稠，表面會(huì)形成一層薄膜，使施工無法進(jìn)行，并且使用成本較高。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種硅烷改性聚氨酯玻璃底涂劑及其制備方法，使它能夠解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種硅烷改性聚氨酯玻璃底涂劑，由下述重量比的原料制成硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體20 60份、溶劑30 65份、除水劑1 3份、炭黑2 10份、防沉劑1 2份、交聯(lián)促進(jìn)劑2 5份和催化劑A 0. 05 0. 2份，其中所述的溶劑為乙酸乙酯或乙酸丁酯，除水劑為甲基苯磺酰異氰酸酯或乙烯基三甲氧基硅烷，防沉劑為有機(jī)膨潤土、氣相二氧化硅或改性氫化蓖麻油中的任一種，交聯(lián)促進(jìn)劑為三羥甲基丙烷、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三羥甲基氨基甲烷中的任一種，催化劑A 為雙嗎啉二乙基醚、三乙胺、三亞乙基二胺中的任一種，所述的硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體由下述重量比的原料制成聚醚多元醇15 25份，二異氰酸酯12 M份，二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫0. 01 0. 05份，封端劑12 22份和乙酸乙酯30 60份，所述的二異氰酸酯為4，4- 二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯中的任一種，封端劑為苯氨基甲基三甲氧基硅烷、Y-巰丙基三甲氧基硅烷或Y-氨丙基三甲氧基硅烷等的任一種。
所述的一種硅烷改性聚氨酯玻璃底涂劑，由下述重量比的原料制成硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體20份、溶劑60份、除水劑3份、炭黑10份、防沉劑1. 8份、交聯(lián)促進(jìn)劑5份和催化劑A 0. 2份；上述的硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體由下述原料制成聚醚多元醇25份，二異氰酸酯M份，二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫0. 02份，乙酸乙酯38. 98份和封端劑12份。
所述的一種硅烷改性聚氨酯玻璃底涂劑的制備方法，包括下述步驟 ①制備硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體(1. 1)按重量比取聚醚多元醇15 25份置入反應(yīng)釜中攪拌，在90°C 100°C下，真空度不低于0. 092MPa的條件下，除水1 2小時(shí)，降溫至60V 70°C ；(1. 2)在反應(yīng)釜中加入二異氰酸酯12 M份，在80°C 85°C下反應(yīng)1 2小時(shí)，然后加入二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫0. 01 0. 05份，繼續(xù)反應(yīng)2 3小時(shí)，檢測異氰酸根含量達(dá)到4. 5% 9. 5%后，降溫至40°C 50°C，加入30 60份乙酸乙酯，混合均勻；(1. 3)在步驟(1. 2)的混合物中，加入封端劑12 22份，繼續(xù)攪拌0. 5 1小時(shí)，檢測異氰酸根含量為0時(shí)即到達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)，得到硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體，備用；②按重量比取硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體20 60份置入球磨機(jī)中，加入溶劑30 65 份、除水劑1 3份，啟動(dòng)球磨機(jī)，球磨1 2小時(shí)，得到混合料；③在步驟②的混合料中加入炭黑2 10份和防沉劑1 2份，球磨3小時(shí)；④最后在球磨機(jī)中再加入交聯(lián)促進(jìn)劑2 5份和催化劑A0. 05 0. 2份，球磨5 6小時(shí)后得到硅烷改性聚氨酯玻璃底涂劑，上述方法中所述的溶劑為乙酸乙酯或乙酸丁酯， 除水劑為甲基苯磺酰異氰酸酯或乙烯基三甲氧基硅烷，防沉劑為有機(jī)膨潤土、氣相二氧化硅或改性氫化蓖麻油中的任一種，交聯(lián)促進(jìn)劑為三羥甲基丙烷、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三羥甲基氨基甲烷中的任一種，催化劑A為雙嗎啉二乙基醚、三乙胺、三亞乙基二胺中的任一種，所述的二異氰酸酯為4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯中的任一種，封端劑為苯氨基甲基三甲氧基硅烷、Y-巰丙基三甲氧基硅烷或Y-氨丙基三甲氧基硅烷的任一種。
本發(fā)明所述的硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體是構(gòu)成底涂劑的主體成分，為底涂劑提供了良好的成膜性及物理性能，它提高了底涂劑的成膜速度、表干時(shí)間和強(qiáng)度、拉伸等性能。 專用于聚氨酯密封膠與汽車擋風(fēng)玻璃的粘接。本發(fā)明選用低分子量的多元醇，制成的預(yù)聚體分子量較小，從而提高了體系中的交聯(lián)點(diǎn)密度，可提高底涂劑的強(qiáng)度和粘接力。
本發(fā)明所述的硅烷改性聚氨酯玻璃底涂劑中使用的原料中聚醚多元醇為三官能度以上2000分子量以下的聚醚多元醇，優(yōu)選三官能度1000分子量以下的聚醚多元醇，低分子量聚醚多元醇具有良好的流動(dòng)性與滲透性，對于基材具有更好的粘接性，并有利于底涂劑能夠迅速表干。本發(fā)明選用的封端劑的原料能使底涂劑具有良好的儲(chǔ)存期及對基材極好的粘接能力，選用端基含有活性氫的硅烷偶聯(lián)劑對聚醚多元醇與二異氰酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行封端，則預(yù)聚體的端基為硅氧烷體系，此體系可為底涂劑提供較長的儲(chǔ)存期及施工期，在開放的自然環(huán)境中可以保證40分鐘內(nèi)能正常施工，而且在刷涂到基材表面溶劑揮發(fā)后可快速成膜。硅烷氧基水解后生成硅醇鍵，硅醇鍵之間可以脫水交聯(lián)，增加底涂劑的膜強(qiáng)度， 也可以與玻璃表面的羥基反應(yīng)，增加底涂劑與玻璃的粘接力。本發(fā)明所述的防沉劑的原料可以減緩底涂劑的分層時(shí)間；交聯(lián)促進(jìn)劑的原料能夠進(jìn)一步促進(jìn)底涂劑的表干，并可加快底涂劑與聚氨酯密封膠間的粘接速度。本發(fā)明所述硅烷改性聚氨酯玻璃底涂劑還具有制造成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，比進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格低50%左右，硅烷改性聚氨酯玻璃底涂劑的產(chǎn)品性能優(yōu)于已有的產(chǎn)品。經(jīng)檢測本發(fā)明所述的底涂劑與風(fēng)擋玻璃用聚氨酯密封膠做剪切實(shí)驗(yàn)均為內(nèi)聚破壞，硅烷改性聚氨酯玻璃底涂劑刷在玻璃上表干時(shí)間為3分鐘，本發(fā)明底涂劑在空氣中常溫下可操作時(shí)間為40分鐘，不產(chǎn)生明顯增稠現(xiàn)象，本發(fā)明底涂劑的表面也不會(huì)形成薄膜，便于施工，并且使用簡單，直接倒入容器中在40分鐘內(nèi)直接刷涂即可。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的一種硅烷改性聚氨酯玻璃底涂劑及其制備方法，由下述重量比的原料制成硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體20 60份、溶劑30 65份、除水劑1 3份、炭黑2 10份、防沉劑1 2份、交聯(lián)促進(jìn)劑2 5份和催化劑A 0. 05 0. 2份，其中所述的溶劑為乙酸乙酯或乙酸丁酯；除水劑為甲基苯磺酰異氰酸酯或乙烯基三甲氧基硅烷；防沉劑為有機(jī)膨潤土、氣相二氧化硅或改性氫化蓖麻油中的任一種；交聯(lián)促進(jìn)劑為三羥甲基丙烷、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三羥甲基氨基甲烷中的任一種；催化劑A為雙嗎啉二乙基醚、三乙胺、三亞乙基二胺中的任一種；所述的硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體由下述重量比的原料制成 聚醚多元醇15 25份，二異氰酸酯12 M份，二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫0. 01 0. 05 份，乙酸乙酯30 60份和封端劑12 22份；所述的二異氰酸酯為4，4- 二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯中的任一種；封端劑為苯氨基甲基三甲氧基硅烷、Y-巰丙基三甲氧基硅烷或Y-氨丙基三甲氧基硅烷的任一種。
本發(fā)明所述的一種硅烷改性聚氨酯玻璃底涂劑的原料由下述多種組合方式1、硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體50kg、乙酸乙酯30kg、甲基苯磺酰異氰酸酯3kg、炭黑 10kg、有機(jī)膨潤土 1. meg、三羥甲基丙烷5kg和雙嗎啉二乙基醚A 0. 2kgo
2、硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體40kg、乙酸丁酯47. 5kg、乙烯基三甲氧基硅烷lkg、炭黑6kg、氣相二氧化硅1. 5kg、乙醇胺3. 95kg和三乙胺A 0. 05kg ；3、硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體20kg、乙酸乙酯6^g、甲基苯磺酰異氰酸酯^cg、炭黑 7. 42kg、改性氫化蓖麻油2kg、二乙醇胺3. 5kg和三亞乙基二胺A 0. 08kg。
4、硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體60kg、乙酸丁酯33. 87kg、乙烯基三甲氧基硅烷lkg、 炭黑2kg、氣相二氧化硅lkg、三羥甲基氨基甲烷2kg和雙嗎啉二乙基醚A 0. 13kg。
上述實(shí)施例中所述的硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體由下述原料制成A、聚醚多元醇Mkg，4，4- 二苯基甲烷二異氰酸酯12. 97kg，二月桂酸二丁基錫0. 03kg, 乙酸乙酯60kg和苯氨基甲基三甲氧基硅烷12kg。
B、聚醚多元醇25kg，甲苯二異氰酸酯12kg，辛酸亞錫0. 05kg,乙酸乙酯45. 95kg和Y -巰丙基三甲氧基硅烷17kg。
C、聚醚多元醇23. 99kg，異佛爾酮二異氰酸酯24kg，二月桂酸二丁基錫0. Olkg,乙酸乙酯30kg和Y-氨丙基三甲氧基硅烷22kg。
D、聚醚多元醇20kg，六亞甲基二異氰酸酯18kg，辛酸亞錫0.04kg，乙酸乙酯45kg 和苯氨基甲基三甲氧基硅烷16. 96kg。
本發(fā)明所述的上述各實(shí)施例均采用下述方法制作，具體步驟如下①制備硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體(1. 1)按重量比取聚醚多元醇15 25份置入反應(yīng)釜中攪拌，在90°C 100°C下，真空度不低于0. 092MPa的條件下，除水1 2小時(shí)，降溫至60V 70°C ；(1. 2)在反應(yīng)釜中加入二異氰酸酯12 M份，在80°C 85°C下反應(yīng)1 2小時(shí)，然后加入二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫0. 01 0. 05份，繼續(xù)反應(yīng)2 3小時(shí)，檢測異氰酸根含量達(dá)到4. 5% 9. 5%后，降溫至40°C 50°C，加入30 60份乙酸乙酯，混合均勻。
(1. 3)在步驟(1. 2)的混合物中，加入封端劑12 22份，繼續(xù)攪拌0. 5 1小時(shí)， 檢測異氰酸根含量為0時(shí)即到達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)，得到硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體，備用；②按重量比取硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體20 60份置入球磨機(jī)中，加入溶劑30 65 份和除水劑1 3份，啟動(dòng)球磨機(jī)，球磨1 2小時(shí)，得到混合料；③在步驟②的混合料中加入炭黑2 10份和防沉劑1 2份，球磨3小時(shí)；④最后在球磨機(jī)中再加入交聯(lián)促進(jìn)劑2 5份和催化劑A0. 05 0. 2份，球磨5 6小時(shí)后得到硅烷改性聚氨酯玻璃底涂劑，上述方法中所述的溶劑為乙酸乙酯或乙酸丁酯；除水劑為甲基苯磺酰異氰酸酯或乙烯基三甲氧基硅烷；防沉劑為有機(jī)膨潤土、氣相二氧化硅或改性氫化蓖麻油中的任一種；交聯(lián)促進(jìn)劑為三羥甲基丙烷、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、 三羥甲基氨基甲烷中的任一種；催化劑A為雙嗎啉二乙基醚、三乙胺、三亞乙基二胺中的任一種；所述的二異氰酸酯為4，4- 二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯中的任一種；封端劑為苯氨基甲基三甲氧基硅烷、Y-巰丙基三甲氧基硅烷或Y-氨丙基三甲氧基硅烷的任一種。
權(quán)利要求
1.一種硅烷改性聚氨酯玻璃底涂劑，其特征在于由下述重量比的原料制成硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體20 60份、溶劑30 65份、除水劑1 3份、炭黑2 10份、防沉劑 1 2份、交聯(lián)促進(jìn)劑2 5份和催化劑A 0. 05 0. 2份，其中所述的溶劑為乙酸乙酯或乙酸丁酯，除水劑為甲基苯磺酰異氰酸酯或乙烯基三甲氧基硅烷，防沉劑為有機(jī)膨潤土、氣相二氧化硅或改性氫化蓖麻油中的任一種，交聯(lián)促進(jìn)劑為三羥甲基丙烷、乙醇胺、二乙醇胺、 三乙醇胺、三羥甲基氨基甲烷中的任一種，催化劑A為雙嗎啉二乙基醚、三乙胺、三亞乙基二胺中的任一種，所述的硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體由下述重量比的原料制成聚醚多元醇 15 25份，二異氰酸酯12 M份，二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫0. 01 0. 05份，封端劑12 22份和乙酸乙酯30 60份，所述的二異氰酸酯為4，4- 二苯基甲烷二異氰酸酯、 甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯中的任一種，封端劑為苯氨基甲基三甲氧基硅烷、Y-巰丙基三甲氧基硅烷或Y-氨丙基三甲氧基硅烷等的任一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅烷改性聚氨酯玻璃底涂劑，其特征在于由下述重量比的原料制成硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體20份、溶劑60份、除水劑3份、炭黑10份、防沉劑 1. 8份、交聯(lián)促進(jìn)劑5份和催化劑A 0. 2份；上述的硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體由下述原料制成聚醚多元醇25份，二異氰酸酯M份，二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫0. 02份，乙酸乙酯 38. 98份和封端劑12份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種硅烷改性聚氨酯玻璃底涂劑的制備方法，其特征在于包括下述步驟①制備硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體(1. 1)按重量比取聚醚多元醇15 25份置入反應(yīng)釜中攪拌，在90°C 100°C下，真空度不低于0. 092MPa的條件下，除水1 2小時(shí)，降溫至60V 70°C ；(1. 2)在反應(yīng)釜中加入二異氰酸酯12 M份，在80°C 85°C下反應(yīng)1 2小時(shí)，然后加入二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫0. 01 0. 05份，繼續(xù)反應(yīng)2 3小時(shí)，檢測異氰酸根含量達(dá)到4. 5% 9. 5%后，降溫至40°C 50°C，加入30 60份乙酸乙酯，混合均勻；(1. 3)在步驟(1. 2)的混合物中，加入封端劑12 22份，繼續(xù)攪拌0. 5 1小時(shí)，檢測異氰酸根含量為0時(shí)即到達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)，得到硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體，備用；②按重量比取硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體20 60份置入球磨機(jī)中，加入溶劑30 65 份、除水劑1 3份，啟動(dòng)球磨機(jī)，球磨1 2小時(shí)，得到混合料；③在步驟②的混合料中加入炭黑2 10份和防沉劑1 2份，球磨3小時(shí)；④最后在球磨機(jī)中再加入交聯(lián)促進(jìn)劑2 5份和催化劑A0. 05 0. 2份，球磨5 6小時(shí)后得到硅烷改性聚氨酯玻璃底涂劑，上述方法中所述的溶劑為乙酸乙酯或乙酸丁酯， 除水劑為甲基苯磺酰異氰酸酯或乙烯基三甲氧基硅烷，防沉劑為有機(jī)膨潤土、氣相二氧化硅或改性氫化蓖麻油中的任一種，交聯(lián)促進(jìn)劑為三羥甲基丙烷、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三羥甲基氨基甲烷中的任一種，催化劑A為雙嗎啉二乙基醚、三乙胺、三亞乙基二胺中的任一種，所述的二異氰酸酯為4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯中的任一種，封端劑為苯氨基甲基三甲氧基硅烷、Y-巰丙基三甲氧基硅烷或Y-氨丙基三甲氧基硅烷的任一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硅烷改性聚氨酯玻璃底涂劑及其制備方法，由下述重量比的原料制成硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體20～60份、溶劑30～65份、除水劑1～3份、炭黑2～10份、防沉劑1～2份、交聯(lián)促進(jìn)劑2～5份和催化劑A 0.05～0.2份;所述硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體由下述重量比的原料制成聚醚多元醇15～25份，二異氰酸酯12～24份，二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫0.01～0.05份，乙酸乙酯30～60份封端劑12～22份。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，在空氣中常溫下可操作40分鐘，不產(chǎn)生明顯增稠現(xiàn)象，底涂劑的表面也不會(huì)形成薄膜，便于施工，并且使用簡單，直接倒入容器中在40分鐘內(nèi)直接刷涂即可。
文檔編號C09J11/06GK102516921SQ20111040865
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者張健偉, 杜厚俊, 溫靜, 王國義, 王玉東, 蔡玉海 申請人:山東北方現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)有限公司