一種高強(qiáng)度聚氨酯密封膠及其制備方法
【專利說明】
[0001](一)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及高分子化學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種高強(qiáng)度聚氨酯密封膠及其制備方法。
[0002](二)
【背景技術(shù)】
由于人類面臨能源和環(huán)境危機(jī)愈發(fā)緊張的局面，天然高分子日益受到重視。木質(zhì)素是廣泛存在于植物體中的一種天然高聚物，是一種非常豐富的可再生資源。木質(zhì)素的分子結(jié)構(gòu)中存在著芳香基、酚羥基、醇羥基、碳基共扼雙鍵等活性基團(tuán)，因此可以進(jìn)行很多化學(xué)反應(yīng)，從而應(yīng)用在后續(xù)化工產(chǎn)品當(dāng)中。
[0003]聚氨酯密封膠是以聚氨酯橡膠及聚氨酯預(yù)聚體為主要成分的密封膠。聚氨酯密封膠具有良好的拉伸強(qiáng)度，優(yōu)良的粘接性、彈性、耐磨性、耐油性、耐寒性和耐候性，廣泛應(yīng)用于建筑物、廣場、公路作為嵌縫密封材料，以及汽車制造、玻璃安裝、電子灌裝、潛艇和火箭等的密封。但聚氨酯密封膠也存在一些缺點(diǎn)，如不能長期耐熱；淺色配方容易受紫外光老化；耐水性較差，特別是耐堿水性欠佳。
[0004]木質(zhì)素是自然界中含量僅次于纖維素的天然高分子材料，每年以5X 1lOt的速度再生，是一種極富工業(yè)價(jià)值的有機(jī)原料。在纖維素相關(guān)產(chǎn)業(yè)(如植物水解和制漿造紙工業(yè))中，木質(zhì)素通常以副產(chǎn)物的形式大量產(chǎn)出。然而，木質(zhì)素的有效利用卻不盡人意，到目前為止，超過95%的木質(zhì)素仍以“黑液”的形式直接排入江河或被燒掉，不但造成環(huán)境污染，同時(shí)也是極大的資源浪費(fèi)，因此，對(duì)木質(zhì)素加以有效利用，對(duì)環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有著積極意義。
[0005](三)

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種高強(qiáng)度聚氨酯密封膠及其制備方法。
[0006]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種高強(qiáng)度聚氨酯密封膠的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:(1)改性木質(zhì)素的制備:將木質(zhì)素原料100-200質(zhì)量份用有機(jī)溶劑溶解后，加入0.5-3質(zhì)量份固體氫氧化鈉，再加入10-30質(zhì)量份的環(huán)氧丙烷，再加入100-200質(zhì)量份多元醇持續(xù)攪拌在除氧和密閉狀態(tài)下加熱至100-150°C，并在此溫度下反應(yīng)l_2h ;然后冷卻至室溫，蒸發(fā)掉溶劑從而得到木質(zhì)素多元醇；
(2)組合聚醚的制備:將上述木質(zhì)素多元醇100-150質(zhì)量份，聚醚多元醇50-100質(zhì)量份，增塑劑80-120質(zhì)量份，1-3質(zhì)量份胺類催化劑，0.05-0.2質(zhì)量份錫類催化劑，抗氧化劑1-3質(zhì)量份混合攪拌均勻，得到組合聚醚；
(3)聚氨酯的制備:將上述組合聚醚100質(zhì)量份，廢橡膠粉10-20質(zhì)量份，填料60-100質(zhì)量份，加入反應(yīng)釜中，在80-100°C溫度和真空度為0.09±0.005MPa條件下攪拌l_2h，再向其中加入異氰酸酯60-150質(zhì)量份，繼續(xù)反應(yīng)l_2h，然后向反應(yīng)釜中充入氮?dú)庵脸?，待物料冷去至室溫出料，得到高?qiáng)度聚氨酯密封膠。
[0007]其中，步驟(I)中所述多元醇包括乙二醇、丙三醇、1，4_ 丁二醇中的一種或幾種的組合。
[0008]其中，步驟(I)中所述有機(jī)溶劑包括丙酮，DMF，丙酮和DMF按體積比1:1混合的有機(jī)溶劑。
[0009]其中，步驟(I)中所述木質(zhì)素為高沸醇木質(zhì)素、酶解木質(zhì)素、熱裂解木質(zhì)素、乙酸木質(zhì)素、過氧乙酸木質(zhì)素或過氧酸木質(zhì)素中的一種或幾種的組合。
[0010]其中，步驟(2)中所述胺類催化劑為三乙烯二胺、三乙胺、四甲基二乙烯二胺、二甲基環(huán)己胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯乙二醇胺以及異丙醇胺中的一種或幾種；所述有機(jī)錫類催化劑是辛酸亞錫、二丁基二月桂酸錫、二(十二烷基硫)二丁基錫、單丁基氧化錫及二丁基氧化錫中的一種或幾種。增塑劑包括鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二壬酯或鄰苯二甲酸二異癸酯。
[0011]其中，步驟(3)中所述廢橡膠粉為800-1000目。
[0012]其中，步驟(3)中所述異氰酸酯是甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯及異佛爾酮二異氰酸酯中的一種或幾種。
[0013]其中，步驟(3 )中所述填料包括乙炔炭黑、鈦白粉、碳酸鈣、滑石粉、有機(jī)膨潤土。
[0014]本發(fā)明通過木質(zhì)素來增加聚氨酯密封膠的強(qiáng)度，木質(zhì)素是具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的、含有苯環(huán)等剛硬基團(tuán)的高分子化合物，在聚氨酯硬泡中可以增加聚氨酯密封膠的強(qiáng)度。木質(zhì)素分子中紫丁香基苯環(huán)上的甲氧基對(duì)羥基形成空間位阻結(jié)構(gòu)，可以捕獲熱氧老化過程中生成的自由基而終止鏈反應(yīng)，從而提高材料的熱氧穩(wěn)定性；同時(shí)，該位阻酚結(jié)構(gòu)對(duì)自由基捕獲還使其成為光穩(wěn)定劑，增強(qiáng)材料對(duì)紫外線輻照的耐受。本發(fā)明有效地使木質(zhì)素分散于反應(yīng)體系中，同時(shí)避免了小分子溶劑在聚合發(fā)泡工藝中的不良影響。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:通過在配方中添加改性木質(zhì)素，增加了聚氨酯的強(qiáng)度，改善了木質(zhì)素在反應(yīng)體系中的溶解性，提高了聚氨酯密封膠的抗老化性能，使用壽命大大延長。相對(duì)于傳統(tǒng)方法所制備的聚氨酯密封膠，本發(fā)明制得的木質(zhì)素基聚氨酯密封膠具有更優(yōu)良的抗壓強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。
[0016](四)【具體實(shí)施方式】實(shí)施例1:
包括以下步驟:
(1)改性木質(zhì)素的制備:將木質(zhì)素原料100質(zhì)量份用丙酮溶解后，加入0.5質(zhì)量份固體氫氧化鈉，再加入10質(zhì)量份的環(huán)氧丙烷，再加入100質(zhì)量份丙三醇持續(xù)攪拌在除氧和密閉狀態(tài)下加熱至100-150°c，并在此溫度下反應(yīng)l_2h ;然后冷卻至室溫，蒸發(fā)掉溶劑從而得到木質(zhì)素多元醇；
(2)組合聚醚的制備:將上述木質(zhì)素多元醇100質(zhì)量份，聚醚多元醇50質(zhì)量份，鄰苯二甲酸二丁酯80質(zhì)量份，I質(zhì)量份二甲基環(huán)己胺，0.05質(zhì)量份二丁基二月桂酸錫，抗氧化劑I質(zhì)量份混合攪拌均勻，得到組合聚醚；
(3)聚氨酯的制備:將上述組合聚醚100質(zhì)量份，廢橡膠粉10質(zhì)量份，鈦白粉60質(zhì)量份，加入反應(yīng)釜中，在80-100°C溫度和真空度為0.09±0.005MPa條件下攪拌l_2h，再向其中加入甲苯二異氰酸酯60質(zhì)量份，繼續(xù)反應(yīng)l_2h，然后向反應(yīng)釜中充入氮?dú)庵脸?，待物料冷去至室溫出料，得到高?qiáng)度聚氨酯密封膠。
[0017]通過上述配方和工藝制得的高強(qiáng)度聚氨酯密封膠，其性能理化指標(biāo)如下:不粘時(shí)間(min):50 ;固化速度(mm/d):4.02 ;硬度(邵氏A° ):58 ;拉伸粘接強(qiáng)度(MPa):14.5 ;伸長率(% ):458 ;剪切強(qiáng)度(MPa):6.1 ;撕裂強(qiáng)度(N/mm):22.1。
[0018]實(shí)施例2:
包括以下步