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淺談雙組分聚氨酯汽車(chē)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(cháng)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(diǎn)。目前，聚氨酯密封膠經(jīng)過(guò)一個(gè)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(lǐng)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(lèi)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(chē)制造等，如汽車(chē)風(fēng)擋玻璃的黏接主要是用聚氨酯類(lèi)產(chǎn)品。聚氨酯密封膠有很多種分類(lèi)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(jìn)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，這給施工上帶來(lái)了極大的方便。
大多數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(jìn)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(jìn)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(wú)機填料機械混合制得。聚氨酯雙組分密封膠在使用時(shí)可根據基材性質(zhì)和期望效果調節主劑與固化劑的質(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(guò)程中由于沒(méi)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(kāi)發(fā)價(jià)值。
1 實(shí)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，拜耳材料科技貿易有限公司； 錫類(lèi)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(wàn)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(shí)驗內容
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(shí)驗結果與討論
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聚體與無(wú)機填料組成，因此必須控制好預聚體的黏度，以?xún)晒倌芏群腿倌芏染勖严鄬Ψ肿淤|(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(shí)，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(shí)，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(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(cháng)率。選擇黏度適中，力學(xué)性能較好的預聚體Y5進(jìn)行下一步的實(shí)驗。保持填料種類(lèi)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(shí)間、硬度、適用期等性能均能夠達到技術(shù)指標。通過(guò)優(yōu)化，雙組分聚氨酯密封膠的拉伸強度、伸長(cháng)率以及撕裂強度均能夠達到行業(yè)標準中黏接類(lèi)用膠的要求，且重復實(shí)驗后產(chǎn)品性能穩定，密封膠的耐老化性能有待進(jìn)一步檢測。
3 結論
通過(guò)控制預聚體的黏度及力學(xué)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(mǎn)足相關(guān)行業(yè)標準的雙組分汽車(chē)風(fēng)擋玻璃密封膠。為雙組分汽車(chē)風(fēng)擋玻璃密封膠的開(kāi)發(fā)提供了基礎。實(shí)驗結果表明，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(lèi)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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