一種高強耐水防霉玻璃膠的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及密封材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高強耐水防霉玻璃膠。
【背景技術(shù)】
[0002]玻璃膠是玻璃膠粘劑的俗稱，是一種同時具有粘接和密封性能的多用途功能材料。它既可以防止內(nèi)部氣體或液體泄漏，又可以防止外部灰塵、濕氣、水分、污物和化學(xué)藥品等侵入，并能防止機械振動、沖擊損傷或達到隔音隔熱的效果。玻璃膠能隨密封面形狀而變形，不易流淌并有一定的粘接性，廣泛應(yīng)用于土木建筑、電子電器、機械設(shè)備和交通運輸器具及其它領(lǐng)域零部件的密封。玻璃膠對于解決跑、冒、滴、漏是不可缺少的重要材料，在現(xiàn)代科技和國民經(jīng)濟中具有重要作用。
[0003]玻璃膠的主要種類有:聚氨酯、聚硫、有機硅、丙烯酸酯、丁苯橡膠、丁基橡膠、瀝青和油性嵌縫膠等，其中聚氨酯、聚硫橡膠和有機硅玻璃膠性能好，應(yīng)用較為廣泛，并稱為三大彈性玻璃膠。聚氨酯玻璃膠的強度高、抗撕裂、柔軟耐磨、耐穿刺、耐油和耐介質(zhì)腐蝕，應(yīng)用廣泛，缺點是固化時異氰酸酯端基與空氣中水分反應(yīng)釋放出二氧化碳，使玻璃膠本體產(chǎn)生氣泡甚至裂紋，固化速度較慢且表面容易發(fā)粘，不能長期耐濕熱和耐老化，采用天然原料合成的聚氨酯(半合成聚氨酯)則不耐霉菌侵蝕。
[0004]聚硫玻璃膠對混凝土、金屬及其它基材具有相當高的粘接強度，氣密性優(yōu)異，固化劑的用量允許范圍寬，固化效果好，施工簡易方便，長期使用溫度范圍為-30?110°C。但在生產(chǎn)聚硫橡膠的過程中會產(chǎn)生大量廢水、廢渣，對環(huán)境造成危害。且玻璃膠在長期靜水水浸、濕熱環(huán)境中使用易滋生霉菌，影響密封效果。
[0005]有機硅玻璃膠固化不起泡，能與無孔材料表面牢固粘結(jié)，有較好的耐水解性、耐霉菌侵蝕性能，但與混凝土等構(gòu)件的粘接性能差，膠層厚時硫化難，易產(chǎn)生油狀滲析物，污染混凝土、石材及其他飾物，且價格較貴。
[0006]當玻璃膠用于飛機油箱、船舶以及需要長期浸水或長期濕熱環(huán)境時，易滋生霉菌，隨著霉菌的繁衍侵蝕，會使玻璃膠基體遭到破壞，影響甚至喪失密封效果。為保證長期密封效果，玻璃膠應(yīng)該具備防霉能力。國內(nèi)外已有一些相關(guān)報道。藺艷琴等報道了“高效防霉聚硫密封劑的研宄”，選用了噻唑類、有機金屬絡(luò)合物、咪唑類3種防霉劑應(yīng)用于聚硫密封劑，制備出了防霉效果良好的聚硫防霉密封劑，研宄了防霉劑對密封劑力學(xué)性能和工藝性能的影響，發(fā)現(xiàn)不同防霉劑對密封劑的力學(xué)性能有不同的影響，而對工藝性能的影響卻很小。
[0007]CN200510045295.5發(fā)明了一種單組份防霉阻燃有機硅機械密封劑，通過向有機硅密封劑中添加防霉劑的方法制備出一種防霉阻燃有機硅機械玻璃膠，主要應(yīng)用于機械密封領(lǐng)域。目前有關(guān)玻璃膠防霉的研宄多集中在飛機、船舶、電子、機械等領(lǐng)域，而用于水利工程、輸水工程、污水處理工程等需要長期浸水，或長期在濕熱環(huán)境中應(yīng)用容易滋生霉菌卻又對密封效果要求極高的防霉玻璃膠產(chǎn)品鮮見報導(dǎo)。在這些領(lǐng)域應(yīng)用的玻璃膠如果不具有抗霉菌功能，易滋生霉菌，而霉菌的生長和蔓延會使玻璃膠內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)受到侵蝕，產(chǎn)生降解變質(zhì)，影響甚至喪失密封效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種高強耐水防霉玻璃膠，該玻璃膠能滿足在長期水浸、濕熱或其他易滋生霉菌條件下使用的密封和防霉菌要求，并具有優(yōu)良力學(xué)性能。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0010]一種高強耐水防霉玻璃膠，所述玻璃膠以重量份計由下列組份組成:硅烷封端聚氨酯預(yù)聚體60-64份，增塑劑7-9份，滑石粉18-20份，硅藻土粉15-25份，鋰基膨潤土 4_8份，竹炭顆粒粉8-10份，-200目氧化鈰粉2-4份，抗氧劑1.2-1.4，紫外吸收劑0.8-1.2份，觸變劑0.2-0.4份，苯并咪唑氨基甲酸酯1-2份，芐基三甲基氯化銨1-2份，粘結(jié)促進劑
2.5-3.5份，催化劑0.2-0.4份；其中所述硅烷封端聚氨酯預(yù)聚體的制備方法為:將分子質(zhì)量在6500-7500之間的聚四氫呋喃二醇和分子質(zhì)量在8500-10000之間的聚氧化丙烯三醇進行混合，二者的比例為1: 2.5-3，在120°C _130°C的溫度下、小于0.1MPa的真空下干燥1-1.5小時，然后降溫至75°C _80°C再加入占上述混合物質(zhì)量百分比17-19%的異氰酸酯和占上述混合物質(zhì)量百分比0.1-0.3%的二月桂酸二丁基錫，反應(yīng)3-4小時，制得聚氨酯預(yù)聚物；在上述制得的聚氨酯預(yù)聚物中加入占上述聚氨酯預(yù)聚物質(zhì)量百分比17-19%的封端硅烷偶聯(lián)劑，在85°C -90°C下反應(yīng)2.5-3小時，得到硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚物。
[0011]該玻璃膠可以采用但不限于如下方法制備:
[0012]I)按上述方法制備硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚物。
[0013]2)將上述制備的硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚物與干燥好的滑石粉、硅藻土粉、鋰基膨潤土、竹炭顆粒粉、-200目氧化鈰、抗氧劑、紫外線吸收劑、增塑劑、觸變劑、苯并咪唑氨基甲酸酯和芐基三甲基氯化銨相互攪拌混合，加熱到90°C -1OO0C，在小于0.1MPa的真空下攪拌
3.5-4小時，然后加入粘結(jié)促進劑和催化劑，再攪拌混合1.5-2小時，制得玻璃膠。
[0014]其中，所述的異氰酸酯為雙-(4-異氰酸酯基環(huán)己基)甲烷、二苯甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯或I，6-六亞甲基二異氰酸酯中的任何一種。
[0015]其中，所述的封端硅烷偶聯(lián)劑為3-巰丙基三甲氧基硅烷、N-環(huán)己基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-環(huán)己基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N- 丁基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-異氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、N-乙基-3-甲氧基硅-2-甲基丙基胺中的一種或幾種以任何比例混合使用。
[0016]其中，所述的增塑劑為:鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP)或氯化石蠟油中的任何一種。
[0017]其中，所述的抗氧劑為Irganox 1010、Irganox 1076、Irganox 1098 或Irgafosl68 中的任何一種;所述的紫外吸收劑為 Tinuvin 531、Tinuvin 327、Tinuvin622或Tinuvin770中的任何一種或幾種以任何比例混合使用。
[0018]其中，所述觸變劑為氫化蓖麻油或氣相二氧化硅中的任何一種；
[0019]其中，所述粘結(jié)促進劑為3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β -氨乙基-3-氨丙基三甲氧基娃燒或3-疏丙基二甲氧基娃燒中的任何一種；
[0020]其中，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、二乙酸二丁基錫、辛酸亞錫或十二胺中的一種或幾種以任何比例混合使用。
[0021]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0022]I)本發(fā)明通過控制硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚物的制備原料和制備工藝，并選取合適的填料，并合理控制填料的含量以改善現(xiàn)有密封膠的力學(xué)性能和耐水浸性能。其中填料中，主要通過滑石粉18-20份，鋰基膨潤土 4-8份，-200目氧化鈰粉2_4份來改善力學(xué)性能；其中填料中硅藻土粉15-25份和竹炭顆粒粉8-10份主要用于改進耐水浸性能。
[0023]2)在上述改進聚氨酯預(yù)聚物的制備原料和制備工藝以獲得優(yōu)異的硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚物的基礎(chǔ)上，選擇了苯并咪唑氨基甲酸酯和芐基三甲基氯化銨復(fù)配作為防霉劑，該兩種防霉劑高效廣譜、低刺激性、高安全性、低流失率、與本體硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚物相容性大幅提高、不影響最終產(chǎn)品貯存和使用，因此，防霉效果優(yōu)異。
[0024]3)除了上述主要成分的優(yōu)化設(shè)計外，對玻璃膠的其余組份，進行了相應(yīng)的協(xié)調(diào)，使其達到協(xié)同的技術(shù)效果，從而制備出具有優(yōu)良的柔韌性、粘接性、耐水性的玻璃膠。
[0025]4)該玻璃膠拉伸強度可達5.5-6.0MPa,斷裂伸長率達800-950%，防霉等級彡1，且耐高低溫潮濕及水浸，可長期服役于水利工程、輸水工程、污水處理工程等領(lǐng)域。
[0026]5)本發(fā)明所需原料