淺談雙組分聚氨酯汽車風(fēng)擋玻璃密封膠的研究論文

　　前言

　　聚氨酯密封膠為世界上三大彈性密封膠（ 有機(jī)硅、聚硫、聚氨酯） 之一，具有耐磨、耐寒、耐油、彈性好、耐震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，使用壽命長達(dá)15 ～ 20 年。聚氨酯密封膠還具有原料廣、配方多樣、操作方便等特點(diǎn)。目前，聚氨酯密封膠經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、鞋包、電子元件、土木建筑等領(lǐng)域。

　　聚氨酯是大分子主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯鏈段的一類聚合物，機(jī)械強(qiáng)度大、黏接性好，對多種材質(zhì)如混凝土、金屬、玻璃等都有很好的黏接性，用于制備涂料、膠黏劑和密封膠、汽車制造等，如汽車風(fēng)擋玻璃的黏接主要是用聚氨酯類產(chǎn)品。聚氨酯密封膠有很多種分類方法，其中按包裝方式分為單組分聚氨酯密封膠和雙組分聚氨酯密封膠。單組分聚氨酯密封膠使用方便，但固化速度受環(huán)境影響較大，尤其是在冬季，空氣濕度低、環(huán)境溫度低的情況下，單組分密封膠固化速度明顯降低，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。雙組分聚氨酯密封膠在性能上與單組分相當(dāng)，但固化速度受環(huán)境影響較小且快慢可調(diào)，這給施工上帶來了極大的方便。

　　大多數(shù)雙組分聚氨酯密封膠由主劑和固化劑組成，其中主劑主要是由端—NCO預(yù)聚體、填料和小分子助劑組成，端—NCO 聚醚型聚氨酯預(yù)聚體是由聚醚多元醇和異氰酸酯在加熱的條件下進(jìn)行反應(yīng)合成制得； 固化劑由低相對分子質(zhì)量聚醚多元醇、多元胺等活性氫化合物、填料觸變劑、抗氧劑、催化劑等組成。另有少量的雙組分聚氨酯密封膠以羥基組分（ 或聚醚填料混合物、或端羥基預(yù)聚體） 為主劑，多異氰酸酯為固化劑。

　　雙組分聚氨酯密封膠的A 組分是由以預(yù)聚體為基料與填料進(jìn)行機(jī)械混合制得的，工藝流程圖如B 組分固化劑的配制是以聚醚為基料，與無機(jī)填料機(jī)械混合制得。聚氨酯雙組分密封膠在使用時(shí)可根據(jù)基材性質(zhì)和期望效果調(diào)節(jié)主劑與固化劑的質(zhì)量比，為了使密封膠固化完全，通常設(shè)置NCO/OH 值為1。 1 ～ 1。 4，使用過程中由于沒有溶劑揮發(fā)，不會(huì)對空氣產(chǎn)生污染，因此聚氨酯雙組分密封膠具有很高的開發(fā)價(jià)值。

　　1 實(shí)驗(yàn)部分

　　1。 1 主要原料及設(shè)備

　　1。 1。 1 主要原料

　　聚醚多元醇330N（ f = 3，羥值34） ，工業(yè)級，山東藍(lán)星東大化工有限責(zé)任公司； 聚醚多元醇1021（ f =2，羥值56） ，工業(yè)級，拜耳材料科技貿(mào)易有限公司；聚醚多元醇1048（ f = 3，羥值350） ，工業(yè)級，拜耳材料科技貿(mào)易有限公司； 錫類催化劑101； 增塑劑，德國朗盛公司。

　　1。 1。 2 主要設(shè)備

　　雙行星攪拌釜，四川永通機(jī)械設(shè)備有限公司； 電子萬能試驗(yàn)機(jī)，深圳新三思材料檢測有限公司； 電熱爐，四口燒瓶等。

　　1。 2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

　　1。 2。 1 預(yù)聚體合成

　　將聚醚多元醇加入裝有溫度計(jì)和攪拌器的三口燒瓶中，在110 ℃下真空脫水2 h 后，加入計(jì)量好的MDI，在70 ～ 80 ℃條件下，繼續(xù)反應(yīng)3 h，得到聚氨酯預(yù)聚體。

　　1。 2。 2 各組分工藝

　　A 組分為黑色均質(zhì)膏狀物，主要由MDI 預(yù)聚體、碳酸鈣、炭黑、增塑劑等機(jī)械混合制定； B 組分為白色均質(zhì)膏狀物，主要由聚醚、碳酸鈣、偶聯(lián)劑、氣相二氧化硅等機(jī)械混合制得。

　　1。 3 測定方法

　　拉伸強(qiáng)度： GB /T 528 — 1998 硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力彎性能的測定； 撕裂強(qiáng)度： GB / T529 — 1999 硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測定； 硬度： GB /T 531 — 1999 橡膠袖珍硬度計(jì)壓入式硬度試驗(yàn)方法； NCO 含量測定按二正丁胺法。

　　2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

　　為了提高雙組分聚氨酯密封膠的施工性能，控制A 組分的黏度至關(guān)重要，A 組分主要是由聚氨酯預(yù)聚體與無機(jī)填料組成，因此必須控制好預(yù)聚體的黏度，以兩官能度和三官能度聚醚相對分子質(zhì)量、比例、NCO 含量等為主要考察因素，設(shè)計(jì)預(yù)聚體的配方，合成不同分子結(jié)構(gòu)的預(yù)聚物，分析各因素對預(yù)聚體黏度的影響。

　　三官能度聚醚相對分子質(zhì)量越小，相同NCO 含量、相同聚醚質(zhì)量配比時(shí)，合成得到的預(yù)聚體黏度越大，如Y3 的黏度要明顯大于Y2的黏度； 相同聚醚配比條件下，NCO 含量越大，黏度越小，如Y1 的黏度小于Y3 的黏度； 當(dāng)兩官能度聚醚相對分子質(zhì)量增加時(shí)，NCO 含量不變的情況下，不加增塑劑合成制得的預(yù)聚體黏度小于相對分子質(zhì)量較小的兩官能度聚醚得到的預(yù)聚體。將合成好的預(yù)聚體制作厚度為2 mm 的試片，完全固化后按GB /T 528 — 1998 測定其力學(xué)性能。

　　三官能度聚醚的相對分子質(zhì)量增大有助于提高預(yù)聚體的硬度及拉伸強(qiáng)度。兩官能度聚醚的相對分子質(zhì)量增大有助于提高預(yù)聚體的伸長率。選擇黏度適中，力學(xué)性能較好的預(yù)聚體Y5進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)。保持填料種類及用量不變，制備多組A 組分，固定B 組分配方不變，測定機(jī)械混合后膠樣的拉伸強(qiáng)度及各項(xiàng)性能，由此分析預(yù)聚物對密封膠全面性能的影響。將A、B 組分混合均勻后抽真空除泡，制作膠片后按GB /T 528 — 1998 方法測定試片性能。表干時(shí)間、硬度、適用期等性能均能夠達(dá)到技術(shù)指標(biāo)。通過優(yōu)化，雙組分聚氨酯密封膠的拉伸強(qiáng)度、伸長率以及撕裂強(qiáng)度均能夠達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中黏接類用膠的要求，且重復(fù)實(shí)驗(yàn)后產(chǎn)品性能穩(wěn)定，密封膠的耐老化性能有待進(jìn)一步檢測。

　　3 結(jié)論

　　通過控制預(yù)聚體的黏度及力學(xué)性能，經(jīng)優(yōu)化分析，選擇合適的預(yù)聚體配方制備A 組分，制備了滿足相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的雙組分汽車風(fēng)擋玻璃密封膠。為雙組分汽車風(fēng)擋玻璃密封膠的開發(fā)提供了基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，NCO 百分含量和聚醚多元醇質(zhì)量比不變的情況下，三官能度聚醚醇的相對分子質(zhì)量越小，預(yù)聚體黏度越大； 聚醚多元醇種類及質(zhì)量比不變的情況下，NCO百分含量越大，預(yù)聚體黏度越小。

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