[發明專利]一種聚氨酯預聚體及包含其的雙組分聚氨酯嵌縫材料、制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410572851.3
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN104356340A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 劉志;楊富民;馬榮田;張遠慶;陳玉琪;張松琦
• 申請（專利權）人: 北京鐵科首鋼軌道技術股份有限公司
• 主分類號: C08G18/67
• 分類號: C08G18/67;C08G18/48;C08G18/61;C08G18/12;C09J175/14;C09J11/04
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 寇海俠

技術領域

本發明涉及一種聚氨酯預聚體，使用該聚氨酯預聚體的雙組分聚氨酯嵌縫材料，該嵌縫材料的制備方法及應用，屬于嵌縫材料制備技術領域。

背景技術

嵌縫材料主要包括聚硫、硅酮和聚氨酯三種，其中聚硫類嵌縫材料耐高低溫性能好但耐老化性能差，硅酮類嵌縫材料耐候性好，但粘結性相對較差；相較于前兩種材料，聚氨酯類嵌縫材料具有彈性高、耐低溫性優、耐磨損性佳、力學性能好和黏附性強的特點，并且已在建筑領域中得到廣泛的應用。

近代建筑結構的不斷變化和發展，使建筑構件接縫的性質、形態和跨度等發生了顯著變化，因此，靜態接縫和寬跨度、大位移量的動態伸縮接縫的嵌縫處理對建筑密封材料的性能要求也越來越高，尤其是高速鐵路的軌道板間的動態伸縮接縫存在強沖擊和大變形的特點，從而要求高速鐵路無砟軌道板間伸縮縫用嵌縫材料在具有優異的耐候性、耐老化性、耐水性、耐高低溫性能、耐疲勞性的同時，還要具有較低的模量和高的強度。模量是描述固體材料抵抗形變能力的物理量，低模量的材料易于彎曲或者接伸，從而滿足較大的形變可能；強度是材料在外力作用下抵抗永久變形或斷裂的能力，為了保證嵌縫材料的粘性和密封性能，在受到外界強力沖擊的情況下，無砟軌道板間的嵌縫材料即使發生較大形變也不會發生斷裂成為重要的衡量指標，但目前的高分子材料中強度很高的材料，其模量很難非常之低。

例如，中國專利文獻CN101805588A公開了一種耐久性優越的聚氨酯道路嵌縫材膠，其包括組分A和B，A組分由低不飽和度高分子量聚醚多元醇、羥基硅油和脂肪族異氰酸酯反應制得。B組分是液體聚氨酯增塑劑、混合液、填料、顏料和消泡劑形成的混合物，使用時，A、B組分按照1：2的比例混合均勻，固化后成為彈性密封膠。該彈性密封膠拉伸模量(23℃)為0.38MPa，彈性恢復率(100％)只有70％，經測定其拉伸強度最大在1.5MPa左右。又如，中國專利文獻CN102618203A公開了一種耐候型酯化嵌縫膠，其主要由有機硅樹脂、聚醚多元醇及高分子納米材料制成，具有良好的回彈性和較強的粘結力，拉伸強度大于1.9MPa具有較高的強度，但該嵌縫膠彈性恢復率(100％)也只有75％，且拉伸模量(23℃)為0.4(模量高)；

由此可見，現有的嵌縫材料無法同時滿足低模量與高強度的要求，強度很高的材料，其模量很難非常之低，為了降低模量，嵌縫材料不得不犧牲了拉伸強度等性能；而即使滿足了拉伸強度的指標，其模量的增大又限制了該材料的使用范圍，因此為了滿足大位移量的動態伸縮接縫的嵌縫處理研制一種模量低、強度高的嵌縫材料具有重要的意義。

發明內容

為解決現有技術中嵌縫材料由于無法同時滿足模量與強度的要求，造成嵌縫材料易于破壞斷裂的問題，提供一種模量低、強度高的嵌縫材料。

為此，本申請采取的技術方案為，

一種聚氨酯預聚體，以重量份計，包括組分a1和組分a2，所述組分a1包括30-50份聚醚多元醇，10-25份異氰酸酯，0.05-0.5份有機錫和1-10份二端羥聚二甲基硅氧烷，所述組分a2包括20-30份聚醚多元醇，1-10份羥基丙烯酸酯和10-20份香豆酮-茚樹脂。

上述聚氨酯預聚體中，所述聚醚多元醇為質量比為4：1-5：3的二元醇與三元醇形成的混合物，所述二元醇為聚氧化乙烯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚四氫呋喃二醇中的一種或幾種，所述三元醇為聚氧化丙烯三醇、氧化丙烯-氧化乙烯共聚醚三醇、蓖麻油中的一種或幾種。

上述聚氨酯預聚體中，異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、碳化二亞胺改性二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯中的一種或幾種。

上述聚氨酯預聚體中，有機錫為二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫。

上述聚氨酯預聚體中，羥基丙烯酸酯為2-甲基-2-丙烯酸-2,3-二羥基丙酯。

一種雙組分聚氨酯嵌縫材料，包括組分A和組分B，所述組分A為上述任一聚氨酯預聚體；以重量份計，所述組分B包括20-40份的聚醚多元醇，0.1-0.5份催化劑，15-50份填料，0.2-1.5份偶聯劑，0.2-2份光穩定劑，0.2-2份抗氧劑。

上述雙組分聚氨酯嵌縫材料中，所述偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

上述雙組分聚氨酯嵌縫材料中，所述催化劑為辛酸鉛、辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、N-乙基嗎啉或N,N-二甲基環己胺。