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淺談雙組分聚氨酯汽車風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（ 有機硅、聚硫、聚氨酯） 之一，具有耐磨、耐寒、耐油、彈性好、耐震動等優(yōu)點，使用壽命長達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。目前，聚氨酯密封膠經(jīng)過一個多世紀的發(fā)展，已經(jīng)廣泛應用于交通運輸、鞋包、電子元件、土木建筑等領域。
聚氨酯是大分子主鏈上含有重復氨基甲酸酯鏈段的一類聚合物，機械強度大、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，嚴重影響施工進度。雙組分聚氨酯密封膠在性能上與單組分相當，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預聚體、填料和小分子助劑組成，端—NCO 聚醚型聚氨酯預聚體是由聚醚多元醇和異氰酸酯在加熱的條件下進行反應合成制得； 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 組分是由以預聚體為基料與填料進行機械混合制得的，工藝流程圖如B 組分固化劑的配制是以聚醚為基料，與無機填料機械混合制得。聚氨酯雙組分密封膠在使用時可根據(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)價值。
1 實驗部分
1。 1 主要原料及設備
1。 1。 1 主要原料
聚醚多元醇330N（ f = 3，羥值34） ，工業(yè)級，山東藍星東大化工有限責任公司； 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 主要設備
雙行星攪拌釜，四川永通機械設備有限公司； 電子萬能試驗機，深圳新三思材料檢測有限公司； 電熱爐，四口燒瓶等。
1。 2 實驗內(nèi)容
1。 2。 1 預聚體合成
將聚醚多元醇加入裝有溫度計和攪拌器的三口燒瓶中，在110 ℃下真空脫水2 h 后，加入計量好的MDI，在70 ～ 80 ℃條件下，繼續(xù)反應3 h，得到聚氨酯預聚體。
1。 2。 2 各組分工藝
A 組分為黑色均質(zhì)膏狀物，主要由MDI 預聚體、碳酸鈣、炭黑、增塑劑等機械混合制定； B 組分為白色均質(zhì)膏狀物，主要由聚醚、碳酸鈣、偶聯(lián)劑、氣相二氧化硅等機械混合制得。
1。 3 測定方法
拉伸強度： GB /T 528 — 1998 硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應力彎性能的測定； 撕裂強度： GB / T529 — 1999 硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強度的測定； 硬度： GB /T 531 — 1999 橡膠袖珍硬度計壓入式硬度試驗方法； NCO 含量測定按二正丁胺法。
2 實驗結(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 組分的黏度至關重要，A 組分主要是由聚氨酯預聚體與無機填料組成，因此必須控制好預聚體的黏度，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，設計預聚體的配方，合成不同分子結(jié)構的預聚物，分析各因素對預聚體黏度的影響。
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，合成得到的預聚體黏度越大，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； 當兩官能度聚醚相對分子質(zhì)量增加時，NCO 含量不變的情況下，不加增塑劑合成制得的預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聚體。將合成好的預聚體制作厚度為2 mm 的試片，完全固化后按GB /T 528 — 1998 測定其力學性能。
三官能度聚醚的相對分子質(zhì)量增大有助于提高預聚體的硬度及拉伸強度。兩官能度聚醚的相對分子質(zhì)量增大有助于提高預聚體的伸長率。選擇黏度適中，力學性能較好的預聚體Y5進行下一步的實驗。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，測定機械混合后膠樣的拉伸強度及各項性能，由此分析預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。表干時間、硬度、適用期等性能均能夠達到技術指標。通過優(yōu)化，雙組分聚氨酯密封膠的拉伸強度、伸長率以及撕裂強度均能夠達到行業(yè)標準中黏接類用膠的要求，且重復實驗后產(chǎn)品性能穩(wěn)定，密封膠的耐老化性能有待進一步檢測。
3 結(jié)論
通過控制預聚體的黏度及力學性能，經(jīng)優(yōu)化分析，選擇合適的預聚體配方制備A 組分，制備了滿足相關行業(yè)標準的雙組分汽車風擋玻璃密封膠。為雙組分汽車風擋玻璃密封膠的開發(fā)提供了基礎。實驗結(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，預聚體黏度越小。
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