一種高強(qiáng)耐水防霉玻璃膠的制備方法
【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(qiáng)耐水防霉玻璃膠的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]玻璃膠是玻璃膠粘劑的俗稱，是一種同時(shí)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(jī)械振動(dòng)、沖擊損傷或達(dá)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(jī)械設(shè)備和交通運(yùn)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(jì)中具有重要作用。
[0003]玻璃膠的主要種類有:聚氨酯、聚硫、有機(jī)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(jī)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(qiáng)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(diǎn)是固化時(shí)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(dāng)高的粘接強(qiáng)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(huì)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(jī)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(shí)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(jià)格較貴。
[0006]當(dāng)玻璃膠用于飛機(jī)油箱、船舶以及需要長期浸水或長期濕熱環(huán)境時(shí)，易滋生霉菌，隨著霉菌的繁衍侵蝕，會(huì)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(bào)道。藺艷琴等報(bào)道了“高效防霉聚硫密封劑的研宄”，選用了噻唑類、有機(jī)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(jī)硅機(jī)械密封劑，通過向有機(jī)硅密封劑中添加防霉劑的方法制備出一種防霉阻燃有機(jī)硅機(jī)械玻璃膠，主要應(yīng)用于機(jī)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(jī)、船舶、電子、機(jī)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(bào)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(huì)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(qiáng)耐水防霉玻璃膠的制備方法，該方法制備的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(shí)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(qiáng)耐水防霉玻璃膠的制備方法，所述制備方法包括如下步驟:
[0011]I)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(jìn)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(shí)，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(shí)，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(shí)，得到硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚物；
[0012]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(shí)，然后加入粘結(jié)促進(jìn)劑和催化劑，再攪拌混合1.5-2小時(shí)，制得玻璃膠，其中各成分混合的質(zhì)量份數(shù)為: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(jìn)劑2.5-3.5份，催化劑0.2-0.4份。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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；
[0018]其中，所述粘結(jié)促進(jìn)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；
[0019]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。
[0020]本發(fā)明方法具有如下有益效果:
[0021]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(jìn)耐水浸性能。
[0022]2)在上述改進(jìn)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。
[0023]3)除了上述主要成分的優(yōu)化設(shè)計(jì)外，對玻璃膠的其余組份，進(jìn)行了相應(yīng)的協(xié)調(diào)，使其達(dá)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。
[0024]4)該玻璃膠拉伸強(qiáng)度可達(dá)5.5-6.0MPa,斷裂伸長率達(dá)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。
[0025]5)本發(fā)明所需原料易得，制備過程簡單，工藝成熟，生產(chǎn)成本較低；并且在制備過程中不使用任何有毒催化劑和易揮發(fā)溶劑，無“三廢”排放，環(huán)境友好。
【具體實(shí)施方式】
[0026]實(shí)施例一
[0027]一種高強(qiáng)耐水防霉玻璃膠的制備方法，所述制備方法包括如下步驟:
[0028]I)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(jìn)行混合，二者的比例為1: 2.5，在130°C的溫度下、小于0.1MPa的真空下干燥I小時(shí)，然后降溫至80°C再加入占上述混合物質(zhì)量百分比17%的1，6_六亞甲基二異氰酸酯和占上述混合物質(zhì)量百分比0.3%的二月桂酸二丁基錫，反應(yīng)3小時(shí)，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19%的3-巰丙基三甲氧基硅烷，在85°C下反應(yīng)3小時(shí)，得到硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚物；
[0029]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目氧化鐘、Irganox 1010、Tinuvin 327、鄰苯二甲酸二丁醋、氣相二氧化硅、苯并