[发明专利]一种橡、塑复合材料粘接用高强度耐老化单组份改性密封胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种橡、塑复合材料粘接用高强度耐老化单组份改性密封胶及其制备方法，涉及高分子粘接材料密封胶技术领域，由以下原料组成：硅烷封端聚醚聚氨酯聚合物，硅烷改性丙烯酸酯聚合物，第一增塑剂，除水剂，粘接促进剂，填料等，本发明的橡、塑复合材料粘接用高强度耐老化单组份改性密封胶，具有优异的粘接适应性，对橡胶、塑料复合材料等低表面能的基材具有很好的粘接性；本发明产品具有很好的强度性能，剪切强度可达到5MPa左右、拉伸强度可达7MPa左右，切口撕裂强度可达28N/mm以上、断裂伸长率可达600％以上，达到甚至超过了聚氨酯汽车风挡玻璃胶的性能指标。

技术领域

本发明涉及高分子粘接材料密封胶技术领域，具体说是一种橡、塑复合材料粘接用高强度耐老化单组份改性密封胶及其制备方法。

背景技术

随着军民领域汽车及装备轻量化发展，EPDM、PET、玻璃纤维或碳纤维增强的PP、PE、PC等橡塑复合或树脂基复合材料等多种轻质材料大量使用。而胶接是非金属材料与传统金属材料或非金属材料之间最适合和最便捷的连接方式。PU粘接胶的力学性能比较高，剪切强度能达到4MPa以上、拉伸强度能达到6MPa以上，但是由于橡、塑复合材料的表面能很低，PU粘接胶无法对橡、塑复合材料进行粘接。

现有高性能弹性密封胶主要包括有机硅、聚氨酯两大体系，其中聚氨酯密封胶具有较好的机械性能，被广泛应用于汽车、高铁等风挡玻璃的粘接装配等领域，但由于常规结构的聚氨酯密封胶的氨基甲酸酯、脲、缩二脲等高极性结构，因此对橡胶、塑料复合材料等低极性、低表面能材料粘接性差；而有机硅密封胶对大多数基材具有较好的粘接性和优异的耐老化性，但其粘接强度低。

近几年开发的硅烷改性密封胶兼具有机硅和聚氨酯的特点，拉伸、剪切强度可提高到3MPa左右，粘接范围也拓展到橡、塑复合材料等多种非金属基材，但机械强度相对较低，而汽车行业风挡玻璃粘接装配要求是剪切强度4MPa以上、拉伸强度6MPa以上，现有的有机硅和聚氨酯类密封胶无法满足其要求，因此目前缺乏合适的粘接材料以应对汽车轻量化发展带来的塑料尾门甚至全塑车身新设计理念的结构粘接需求和其他领域的高强度弹性粘接需求。

目前密封胶改性主要有三种方式，包括日本Kaneka的MS polymer、硅烷封端聚氨酯(SPU)和硅烷封端聚醚(STP)三者各有特点。其中，日本Kaneka的MS polymer开发最早，粘接范围广，但固化慢、粘接强度低；SPU由于含有较多的氨酯键，拉伸、剪切强度较高，但撕裂强度和断裂伸长率较低，且预聚物粘度高，生产控制难度大；有机硅改性聚醚(STP)综合性能相对较好，但机械强度不能与聚氨酯密封胶相比，只用于一般要求粘接和密封。

因此，现在亟需研究一款适合橡、塑复合材料粘接用、高强度、耐老化，性能优异的密封胶。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种橡、塑复合材料粘接用高强度耐老化单组份改性密封胶及其制备方法。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种橡、塑复合材料粘接用高强度耐老化单组份改性密封胶，以重量份计，由以下原料组成：硅烷封端聚醚聚氨酯聚合物30～40份，硅烷改性丙烯酸酯聚合物5～10份，第一增塑剂15～30份，除水剂1～3份，粘接促进剂1～3份，填料25～45份，稳定剂0.5～1.5份和第一催化剂0.05～0.5份；

所述硅烷封端聚醚聚氨酯聚合物由第二聚醚多元醇、异氰酸酯、第二增塑剂、端活性氢基硅烷封端剂和第二催化剂按照质量比40-60：15-25：20-35：2-3：0.01～0.2组成；

所述第二聚醚多元醇为分子量2000～4000的聚氧化丙烯醚；

所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯中的一种或两种；