[发明专利]一种适用于聚氨酯体系的分子筛活性粉的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分子筛领域制备技术及分子筛产品，制得的分子筛活性粉适用于聚氨酯体系，特别是适用于双组分无气泡型聚氨酯体系的微量水脱除。

背景技术

聚氨酯体系广泛用于制备涂料、胶黏剂、密封胶、薄膜和浇注件产品。聚氨酯一般通过聚合多异氰酸酯和包含羟基的多元醇、聚合胺类进行反应生成，聚合多异氰酸酯非常活泼，能与多元醇等组分中的微量水反应生成二氧化碳气体，造成固化产品表面形成气泡、针孔，还可能降低表观光泽和机械强度。痕量水分在聚氨酯体系中很难避免，首先，对水分具有强烈吸附作用的多元醇组分总会含有部分水分；其次，用于改善聚氨酯外观和性能的各种颜料和填料在制备和储存过程中也会吸附单分子层的水分；最后，施工环境中的潮气也会进入正在施工的聚氨酯中，例如聚氨酯涂料一般就在潮湿的表面涂布。通过添加一定量的活性分子筛填料，可以将这些微量水分吸附在分子筛内部，避免聚氨酯基体中气泡的产生，或者因上层先行固化造成的脱皮现象。通过将分子筛改性，改善了分子筛填料与聚氨酯的亲和性，延长了聚氨酯的试用期，改善聚氨酯外观，提高了机械强度

在实际操作中，聚氨酯反应一般是在常温下通过简单的两种组分混合实现，而这要求其中一种组分在常温下必须是液体状态，在制备弹性体时，反应温度高达110℃，这要求混合物必须是在一定时间内是处于液体或流动状态，才能允许正常使用，这段时间是混合物可以正常施工的时间，也被称作为适用期。美国专利US3326844，采用4A，5A，13X分子筛作为除水剂添加于聚氨酯组分中，虽然能够有效吸附配方组分中痕量水分，但与此同时也吸附空气中的氮气，随着时间的推移氮气的解吸将产生气泡。且分子筛表面呈碱性，在与聚氨酯组分混合时，碱性表面会促使异氰酸酯与固化剂加速聚合反应，造成适用期缩短。

为减少分子筛对氮气的吸附量，美国专利US4857584公开了一种适用于聚氨酯树脂的A型分子筛活化粉干燥剂，其阳离子被交换成Ca²⁺，K⁺，Na⁺或Mg²⁺，K⁺，Na⁺的混合体，此种混合阳离子的A型分子筛可以阻止因微量水分造成的CO₂产生，在一定程度上，降低了对N₂的吸附，但并未延长聚氨酯的适用期。

为降低分子筛表面性质对于聚氨酯适用期的影响，欧洲专利EP0346604B1曾公开一种使用强酸处理的方法获得3A分子筛活化粉的PH值为7.5-9.5，通过降低分子筛活化粉的PH值来降低分子筛表面的碱性，从而延长聚氨酯组分的适用期。该方法的弊端在于会对分子筛结构产生部分损坏，降低了对水分的吸附能力，也未能有效解决氮气吸附的问题。

美国专利US6653396，是将分子筛阳离子交换为Ca²⁺，K⁺，Na⁺或Mg²⁺，K⁺，Na⁺的混合体后，再添加H⁺离子，从而达到既可以降低氮气的吸附，又可以降低分子筛PH值。但此方法存在过程繁琐，且依然存在氮气解吸较高和酸处理后静态水能力下降的问题。

因此，本发明的目的是提供一种改性分子筛产品及产品制造技术。该产品与聚氨酯具有较好的亲和性，分散性能好，既保持了较高的吸水能力，还显著降低了对氮气的吸附，延长了聚氨酯组分的适用期。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于聚氨酯体系的分子筛活性粉的制造方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种适用于聚氨酯体系的分子筛活性粉的制造方法，其特征在于，在10～100℃的表面处理温度下，采用表面改性剂将3A分子筛粉表面改性，再在450～650℃下活化3～60分钟，制得分子筛活性粉，其中表面改性剂的添加量为干基3A分子筛重量的0.5～3.0％。

所述的3A分子筛粉颗粒粒径分布1～15微米，硅铝比为0.95～1.1∶1，钾离子交换度：35～80％。

所述的钾离子交换度为45～60％；所述的3A分子筛粉颗粒粒径分布2～10微米。

所述的表面改性剂选自有机硅偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅橡胶、有机硅树脂、甲基硅酸钠中的一种或多种。

所述的表面处理温度是50～60℃，表面改性的处理时间控制在15～90分钟。

所述的表面改性剂的添加量为干基3A分子筛重量的1～2.0％。