一种耐黄变高强度聚氨酯美缝胶及其制备方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110093138 A(43)申请公布日 2019.08.06

(21)申请号 201910452931.8(22)申请日 2019.05.28

(71)申请人 广东普赛达密封粘胶有限公司

地址 5236 广东省东莞市清溪镇东风东

路

申请人 广东盛业化学科技有限公司(72)发明人 徐承友　李桂妃　詹锋　张志文　

周传军　谢志明　任如飞　(74)专利代理机构 广州粤高专利商标代理有限

公司 44102

代理人 李佳佳(51)Int.Cl.

C09J 175/08(2006.01)C09J 11/06(2006.01)C09J 11/04(2006.01)

权利要求书1页 说明书8页

C09J 11/08(2006.01)C08G 18/75(2006.01)C08G 18/73(2006.01)C08G 18/66(2006.01)C08G 18/48(2006.01)C08G 18/32(2006.01)C08G 18/12(2006.01)

CN 110093138 A(54)发明名称

一种耐黄变高强度聚氨酯美缝胶及其制备方法

(57)摘要

本发明提供一种耐黄变高强度聚氨酯美缝胶及其制备方法，所述美缝胶由如下质量百分比的组份组成：聚氨酯预聚体20～60％、增塑剂0～10％、补强填料30～60％、改性分子筛2～5％、催化剂0.02～1％、抗氧剂0.1～1％、光稳定剂0.1～1％、防霉剂0.5～3％、除水剂0.5～1％；所述聚氨酯预聚体的粘度为10000～15000mp.s；其中，所述改性分子筛由如下质量百分比的组份组成：分子筛活化粉40～80％、固化剂20～60％；所述分子筛为5A活化分子筛和/或13X活化分子筛，所述固化剂为小分子脂肪族二胺，所述小分子脂肪族二胺的分子量为80～250。本发明提供的耐黄变高强度聚氨酯美缝胶具有强度高、粘接性能优良、不易黄变且防霉性能好的特点。

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权　利　要　求　书

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1.一种耐黄变高强度聚氨酯美缝胶，其特征在于，所述美缝胶由如下质量百分比的组份组成：

聚氨酯预聚体20～60％、增塑剂0～10％、补强填料30～60％、改性分子筛2～5％、催化剂0.02～1％、抗氧剂0.1～1％、光稳定剂0.1～1％、防霉剂0.5～3％、除水剂0.5～1％；所述聚氨酯预聚体的粘度为10000～15000mp.s；

其中，所述改性分子筛由如下质量百分比的组份组成：分子筛活化粉40～80％、固化剂20～60％；所述分子筛为5A活化分子筛和/或13X活化分子筛，所述固化剂为小分子脂肪族二胺，所述小分子脂肪族二胺的分子量为80～250。

2.根据权利要求1所述耐黄变高强度聚氨酯美缝胶，其特征在于，所述改性分子筛中，分子筛活化粉和固化剂的质量比为0.4～0.8:0.2～0.6。

3.根据权利要求2所述耐黄变高强度聚氨酯美缝胶，其特征在于，所述改性分子筛中，分子筛活化粉和固化剂的质量比为0.55～0.75:0.25～0.45。

4.根据权利要求1所述耐黄变高强度聚氨酯美缝胶，其特征在于，所述改性分子筛的制备方法如下：

将分子筛活化粉干燥除水，然后与固化剂混合放置24h以上，最后风干分子筛表面以除去表面附着的固化剂，即得所述改性分子筛。

5.根据权利要求1所述耐黄变高强度聚氨酯美缝胶，其特征在于，所述小分子脂肪族二胺为1,3-环己烷二胺、1,3-双胺甲基环己烷、三甲基己二胺或二甲基二氨基二环己基甲烷中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述耐黄变高强度聚氨酯美缝胶，其特征在于，所述聚氨酯预聚体的粘度为13000～14500mpa.s。

7.根据权利要求1所述耐黄变高强度聚氨酯美缝胶，其特征在于，所述聚氨酯预聚体由如下质量百分比的组份组成：

多元醇20～70％、增塑剂10～20％、多异氰酸酯11～25％、催化剂0.01～0.1％、扩链剂0.5～1.2％。

8.根据权利要求7所述耐黄变高强度聚氨酯美缝胶，其特征在于，所述多异氰酸酯为脂肪族异氰酸酯。

9.根据权利要求7所述耐黄变高强度聚氨酯美缝胶，其特征在于，所述多元醇为聚氧化乙烯多元醇、聚氧化丙烯多元醇或聚酯多元醇中的一种或几种。

10.权利要求1～9任一所述耐黄变高强度聚氨酯美缝胶的制备方法，其特征在于，所述方法如下：

S1：将增塑剂、补强填料、抗氧剂、光稳定剂和防霉剂混合，于100～110℃的真空环境下反应1.5～2.5h，控制混合物的水分含量小于300ppm，然后降温至40～55℃；

S2：回氮气至常压，加入除水剂搅拌15～20min，然后加入聚氨酯预聚体、催化剂和改性分子筛，于真空环境下混合0.5～3h，再回氮气至常压，将混合物过滤后即得所述耐黄变高强度聚氨酯美缝胶。

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一种耐黄变高强度聚氨酯美缝胶及其制备方法

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技术领域

[0001]本发明涉及密封胶技术领域，更具体地，涉及一种耐黄变高强度聚氨酯美缝胶及其制备方法。

背景技术

[0002]家庭厨卫装饰由于长时间受水渍、油污及霉菌的作用，考虑到耐久性和美观性，对产品的耐水、耐油污、耐刮擦及耐霉菌性能均有很高要求。目前，市场上家庭厨卫装修用胶的种类较多，应用比较广泛的主要有双组分环氧胶。其耐霉菌性能好，强度高，但是存在施工麻烦，耐水性差、易黄变的缺点，尤其是易黄变的问题，在浅色、高白度高档厨具、洁具的缝隙密封中难以使用。[0003]因此，很有必要提供一种耐黄变、耐水性能好，粘接性能优良、施工简单且防霉性能好的聚氨酯美缝胶。

发明内容

[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐黄变高强度聚氨酯美缝胶，本发明提供的耐黄变高强度聚氨酯美缝胶具有强度高、粘接性能优良、不易黄变且防霉性能好的特点。

[0005]本发明的另一目的在于提供上述耐黄变高强度聚氨酯美缝胶的制备方法。[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：[0007]一种耐黄变高强度聚氨酯美缝胶，所述美缝胶由如下质量百分比的组份组成：[0008]聚氨酯预聚体20～60％、增塑剂0～10％、补强填料30～60％、改性分子筛2～5％、催化剂0.02～1％、抗氧剂0.1～1％、光稳定剂0.1～1％、防霉剂0.5～3％、除水剂0.5～1％；所述聚氨酯预聚体的粘度为10000～15000mp.s；[0009]其中，所述改性分子筛由如下质量百分比的组份组成：[0010]分子筛活化粉40～80％、固化剂20～60％；所述分子筛为5A活化分子筛和/或13X活化分子筛，所述固化剂为小分子脂肪族二胺，所述小分子脂肪族二胺的分子量为80～250。

[0011]本发明中，将分子筛活化粉用小分子脂肪族二胺改性后得到的改性分子筛与其它组分混合在一起，制备得到了一种单组份的聚氨酯美缝胶。本发明提供的美缝胶将固化剂和聚氨酯预聚体隔离开保证了整个组分的储存稳定性，使用时将胶挤出，分子筛吸附湿气从而置换出小分子脂肪族二胺固化剂，使其与聚氨酯预聚体反应交联固化生成脲键，固化速度快，反应快速且不起泡，制备得到的聚氨酯美缝胶具有较高的强度、耐黄变效果优异，还具有较好的耐刮擦性和较强的防霉作用，特别适合家庭使用尤其适用于厨卫装饰。[0012]优选地，所述改性分子筛中，分子筛活化粉和固化剂的质量比为0.4～0.8:0.2～0.6。

[0013]优选地，所述改性分子筛中，分子筛活化粉和固化剂的质量比为0.55～0.75:0.25

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～0.45。

[0014]优选地，所述改性分子筛的制备方法如下：[0015]将分子筛活化粉干燥除水，然后与固化剂混合放置24h以上，最后风干分子筛表面以除去表面附着的固化剂，即得所述改性分子筛。[0016]更为优选地，所述改性分子筛的制备方法如下：

[0017]将分子筛活化粉置于马弗炉中于300℃烘烤6h后稍冷却置于干燥塔中冷却到室温，改性剂用3A分子筛除水后转移密封保存，在改性剂中加入适量的分子筛活化粉放置24h，取出于室温环境下真空风干表面，即得改性分子筛。[0018]优选地，所述小分子脂肪族二胺为1,3-环己烷二胺、1,3-双胺甲基环己烷、三甲基己二胺或二甲基二氨基二环己基甲烷中的一种或几种。[0019]优选地，所述聚氨酯预聚体的粘度为13000～14500mpa.s。[0020]优选地，所述聚氨酯预聚体由如下质量百分比的组份组成：[0021]多元醇20～70％、增塑剂10～20％、多异氰酸酯11～25％、催化剂0.01～0.1％、扩链剂0.5～1.2％。[0022]优选地，所述多异氰酸酯为脂肪族异氰酸酯，更为优选地，所述多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或其三聚体、二环己基甲烷二异氰酸酯或1,4环己烷二异氰酸酯中的一种或几种。采用脂肪族异氰酸酯和多元醇反应，制备得到的美缝胶不易黄变、耐水性好且具有较高的强度。[0023]优选地，所述多元醇为聚氧化乙烯多元醇、聚氧化丙烯多元醇或聚酯多元醇中的一种或几种。

[0024]优选地，所述防霉剂为异噻唑啉酮类杀菌防霉剂、吡啶硫酮类杀菌防霉剂中的一种或几种，更优选地，所述防霉剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CIT)、2-巯基吡啶氧化物钠盐(SPT)或2,4,4’-三氯-2’-羟基-二苯基醚中的一种或几种。

[0025]优选地，所述增塑剂为脂肪族二酸酯类、磷酸酯类、环氧大豆油或环氧脂肪酸甲脂中的一种或几种按任意配比组成。[0026]优选地，所述补强填料由滑石粉、高岭土、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、活性纳米碳酸钙、钛白粉、硫酸钡、高岭土或硅微粉中的一种或几种按任意配比组成。[0027]优选地，所述扩链剂为二元醇，更为优选地，所述扩链剂为乙二醇、1,2-丙二醇，1,4-丁二醇或二甘醇中的一种或几种按任意配比组成。[0028]优选地，所述催化剂为有机锡类，更为优选地，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或二丁基二醋酸锡中的一种或几种按任意配比组成。[0029]优选地，所述抗氧剂为245、1010、1035、1076或1135中的一种或几种按任意配比组成。

[0030]优选地，所述光稳定剂为紫外线吸收剂UV531、紫外线吸收剂UV1130、紫外线吸收剂UV11、紫外线吸收剂UV1229、紫外线吸收剂UV571、光稳定剂292、光稳定剂622或光稳定剂770的一种或几种按任意配比组成。[0031]优选地，所述除水剂为噁唑烷除水剂、对甲基苯磺酰异氰酸酯或原甲酸三乙酯中的一种或几种按任意配比组成。

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本发明同时保护上述耐黄变高强度聚氨酯美缝胶的制备方法，所述方法如下：

[0033]S1：将增塑剂、补强填料、抗氧剂、光稳定剂和防霉剂混合，于100～110℃的真空环境下反应1.5～2.5h，控制混合物的水分含量小于300ppm，然后降温至40～55℃；[0034]S2：回氮气至常压，加入除水剂搅拌15～20min，然后加入聚氨酯预聚体、催化剂和改性分子筛，于真空环境下混合0.5～3h，再回氮气至常压，将混合物过滤后即得所述耐黄变高强度聚氨酯美缝胶。[0035]在本发明中，所述聚氨酯预聚体的制备方法如下：[0036]按比例将多元醇和增塑剂加入真空反应釜中，在100℃～110℃的真空条件下脱水1.5h～2h，并控制混合物的水分含量小于300ppm，然后降温至85℃～95℃后，在氮气保护条件下加入多异氰酸酯和催化剂进行反应2.5h～4h后，在85～95℃的温度下，加入扩链剂，反应1～2h，即制得耐黄变高强度聚氨酯预聚体。[0037]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：[0038]本发明采用脂肪族异氰酸酯和多元醇反应，制备得到的美缝胶不易黄变、耐水性好且具有较高的强度。还通过将分子筛活化粉用小分子脂肪族二胺改性后得到的改性分子筛与其它组分混合在一起，制备得到了一种单组份的聚氨酯美缝胶。本发明提供的美缝胶将固化剂和聚氨酯预聚体隔离开保证了整个组分的储存稳定性，使用时将各组分挤出，分子筛吸附湿气从而置换出小分子脂肪族二胺固化剂，使其与聚氨酯预聚体反应交联固化生成脲键，固化速度快，反应快速且不起泡，制备得到的聚氨酯美缝胶具有较高的强度、耐黄变效果优异，还具有较好的耐刮擦性和较强的防霉作用，特别适合家庭使用尤其适用于厨卫装饰。

具体实施方式

[0039]以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。[0040]除非特别说明，本发明所用试剂和材料均为市购。[0041]实施例1

[0042]一种耐黄变高强度聚氨酯美缝胶，由以下质量百分比的组份组成：

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[0043]

其中，13X分子筛和1,3-环己烷二胺的质量比为0.65:0.35，所述聚氨酯预聚体由

以下质量百分比的组份组成：

[0045]

[0044]

[0046]

上述耐黄变高强度聚氨酯美缝胶的制备方法，包括以下步骤：

[0048](1)、聚氨酯预聚体的制备：按比例将多元醇和增塑剂加入真空反应釜中，在110℃真空条件下脱水2h，并控制混合物的水分含量小于300ppm，然后降温至90℃后，在氮气保护条件下加入多异氰酸酯和催化剂进行反应5h后，在87℃的温度下，加入扩链剂，反应0.5h，即制得聚氨酯预聚体，粘度14400mpa.s。[0049](2)、改性分子筛的制备：将分子筛活化粉置于马弗炉中300℃烘烤6h后稍冷却置于干燥塔中冷却到室温，改性剂用3A分子筛除水后转移密封保存，在改性剂中加入适量的分子筛活化粉放置24h，取出于室温环境下真空风干表面，即得改性分子筛。[0050](3)、耐黄变高强度聚氨酯美缝胶的制备：按比例将增塑剂，补强填料，抗氧剂，光稳定剂，防霉剂加入真空反应釜中，在100～110℃的真空环境下1.5～2.5h，并控制混合物的水分含量小于300ppm，然后降温至40～55℃，再回氮气至常压，加入除水剂搅拌15～20min；然后将步骤一制得的耐黄变高强度聚氨酯预聚体加入到真空反应釜后，加入配方量的催化剂和步骤二制得的改性分子筛，于真空环境下混合0.5～3h，再回氮气至常压，将混合物过滤后，即制得耐黄变高强度聚氨酯美缝胶。[0051]实施例2

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[0047]

CN 110093138 A[0052]

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一种耐黄变高强度聚氨脂美缝胶，由以下质量百分比的组份组成：

[0053]

[0054]

[0055]

其中，5A分子筛和1,3-环己烷二胺的质量比为0.8:0.2，所述聚氨酯预聚体由以下

质量百分比的组份组成：

[0056]

上述耐黄变高强度聚氨酯美缝胶的制备方法，包括以下步骤：

[0058](1)、聚氨酯预聚体的制备：按比例将多元醇和增塑剂加入真空反应釜中，在110℃真空条件下脱水2h，并控制混合物的水分含量小于300ppm，然后降温至90℃后，在氮气保护条件下加入多异氰酸酯和催化剂进行反应5h后，在87℃的温度下，加入扩链剂，反应0.5h，即制得聚氨酯预聚体，粘度13600mpa.s。[0059](2)、改性分子筛的制备：将分子筛活化粉置于马弗炉中300℃烘烤6h后稍冷却置于干燥塔中冷却到室温，改性剂用3A分子筛除水后转移密封保存，在改性剂中加入适量的分子筛活化粉放置24h，取出于室温环境下真空风干表面，即得改性分子筛。[0060](3)、耐黄变高强度聚氨酯美缝胶的制备：按比例将增塑剂，补强填料，抗氧剂，光稳定剂，防霉剂加入真空反应釜中，在100～110℃的真空环境下1.5～2.5h，并控制混合物的水分含量小于300ppm，然后降温至40～55℃，再回氮气至常压，加入除水剂搅拌15～20min；然后将步骤一制得的耐黄变高强度聚氨酯预聚体加入到真空反应釜后，加入配方量的催化剂和步骤二制得的改性分子筛，于真空环境下混合0.5～3h，再回氮气至常压，将混合物过滤后，即制得耐黄变高强度聚氨酯美缝胶。

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[0057]

CN 110093138 A[0061][0062]

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实施例3

一种耐黄变高强度聚氨脂美缝胶，由以下质量百分比的组份组成：

[0063]

[00]

其中，13X分子筛和三甲基己二胺的质量比为0.55:0.45，所述聚氨酯预聚体由以

下质量百分比的组份组成：

[0065]

上述耐黄变高强度聚氨酯美缝胶的制备方法，包括以下步骤：

[0067](1)、聚氨酯预聚体的制备：按比例将多元醇和增塑剂加入真空反应釜中，在110℃真空条件下脱水2h，并控制混合物的水分含量小于300ppm，然后降温至90℃后，在氮气保护条件下加入多异氰酸酯和催化剂进行反应5h后，在87℃的温度下，加入扩链剂，反应0.5h，即制得聚氨酯预聚体，粘度13000mpa.s。[0068](2)、改性分子筛的制备：将分子筛活化粉置于马弗炉中300℃烘烤6h后稍冷却置于干燥塔中冷却到室温，改性剂用3A分子筛除水后转移密封保存，在改性剂中加入适量的分子筛活化粉放置24h，取出于室温环境下真空风干表面，即得改性分子筛。[0069](3)、耐黄变高强度聚氨酯美缝胶的制备：按比例将增塑剂，补强填料，抗氧剂，光稳定剂，防霉剂加入真空反应釜中，在100～110℃的真空环境下1.5～2.5h，并控制混合物的水分含量小于300ppm，然后降温至40～55℃，再回氮气至常压，加入除水剂搅拌15～20min；然后将步骤一制得的耐黄变高强度聚氨酯预聚体加入到真空反应釜后，加入配方量的催化剂和步骤二制得的改性分子筛，于真空环境下混合0.5～3h，再回氮气至常压，将混

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[0066]

CN 110093138 A

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合物过滤后，即制得耐黄变高强度聚氨酯美缝胶。[0070]实施例4

[0071]本实施例提供的耐黄变高强度聚氨脂美缝胶的配方与制备方法参照实施例1，不同之处在于，本实施例1中13X分子筛和1,3-环己烷二胺的质量比为0.90:0.10。[0072]对比例1

[0073]本对比例提供的聚氨酯美缝胶的配方与制备方法参照实施例1，不同之处在于，本对比例不含改性分子筛即13X分子筛(吸附1,3-环己烷二胺)，同时省略制备方法中的步骤(2)。

[0074]对比例2

[0075]本对比例提供的聚氨酯美缝胶的配方与制备方法参照实施例1，不同之处在于，本对比例中的聚氨酯预聚体由以下质量百分比的组份组成：

[0076]

由此配方制得的聚氨酯预聚体粘度为16700mpa.s。

[0078]对比例3

[0079]本对比例提供的聚氨酯美缝胶的配方与制备方法参照实施例1，不同之处在于，本对比例中改性分子筛选用的分子筛活化粉为3A活化粉。[0080]对比例4

[0081]本对比例提供的聚氨酯美缝胶的配方与制备方法参照实施例1，不同之处在于，本对比例中改性分子筛选用的固化剂为乙二胺。

[0082]表1实施例1～4及对比例1～4提供的聚氨酯美缝胶的性能测试结果

[0077]

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注：防霉性参照GB/T1741进行测试，耐黄变性能参照HG/T4363-2012进行测试，拉

伸强度参照GB/T528进行测试，所有试片在23℃，50％湿度环境下养护168h后测试。[0085]结果可以看出，实施例1～4中美缝胶强度高，耐黄变性能好，实施例4中分子筛与固化剂的质量比过大，导致美缝剂中固化剂量不够，固化速度稍慢，强度也略低，并且有轻微气泡，界面破坏较多，但依然满足使用要求；对比例1中由于没有加入改性的分子筛，表干时间和固化速度都比各实施例的慢，并且固化后气泡严重，强度也比各实施例低，对瓷砖的粘结性表现为界面破坏。对比例2中三官能度聚醚量增大，二官能度聚醚量减少，交联度增大，导致粘度变大，强度变低，与瓷砖的粘接也变差。对比例3用3A活化粉吸收固化剂，由于3A的孔径较小，无法吸收固化剂，所以固化后有很多气泡。对比例4由于乙二胺的分子量较低，且溶于水，导致较难用水置换出乙二胺固化剂，固化速度变慢，强度也降低，与瓷砖的粘结变差。

[0086]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的，尽管参照实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

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[0084]