[發明專利]一種硅烷封端改性聚碳酸酯聚氨酯膠粘劑樹脂及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810446770.7
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108587548B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 孫軍坤;于深;張成彬
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: C09J175/04
• 分類號: C09J175/04;C08G18/66;C08G18/44;C08G18/28
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本發明公開了一種硅烷封端改性聚碳酸酯聚氨酯膠粘劑樹脂及其制備方法和用途。所述的樹脂制備方法是由特定的聚碳酸酯樹脂與伯氨基硅烷偶聯劑在催化劑存在下進行封端反應，制備得到硅烷封端改性聚碳酸酯聚氨酯膠粘劑樹脂。本發明制備工藝簡單、無污染，不使用傳統的異氰酸酯制備聚氨酯，工藝更加環保；原材料價格低廉易得，與傳統的硅烷改性聚氨酯產品相比可降低成本；制備的樹脂模量高、強度大，適用于汽車擋風玻璃膠的制備。

技術領域

本發明涉及一種硅烷改性樹脂，具體涉及一種硅烷封端改性聚碳酸酯聚氨酯膠粘劑樹脂及其在汽車擋風玻璃膠配方中的應用。

背景技術

聚氨酯(PU)對基材有良好的粘接力，且具有耐磨、機械強度大以及振動吸收性能好等優點，單組分濕氣固化PU擋風玻璃膠對濕氣敏感，固化速度快，固化后又要保持優良的彈性，因此單組分PU樹脂在汽車擋風玻璃膠領域有著廣泛的應用。然而，作為單組份濕固化膠黏劑使用時，聚氨酯膠粘劑由于存在游離的異氰酸酯基團，固化過程中易產生氣泡，影響粘結性能；游離的異氰酸酯基團也會對環境帶來危害；更重要的是，聚氨酯對玻璃基材的粘接能力并不突出，因此單組分濕氣固化PU擋風玻璃膠在使用時都要進行基材的底涂處理，這不僅使得施膠工藝極為不便，同時也增加了施膠成本。

硅烷封端改性聚氨酯(SPUR)是一種新型的聚氨酯類材料。與傳統的聚氨酯類材料相比，SPUR封端的官能團由-NCO基團變為可水解的甲(乙)硅氧烷基團，這樣SPUR樹脂就不含游離的異氰酸酯基團，因而也避免了固化時起泡等不利因素，對環境也更加友好。更重要的是，SPUR的活性基團為甲(乙)硅氧烷，對玻璃基材的粘接能力非常突出。因此，使用硅烷封端改性聚氨酯密封膠作為免底涂汽車擋風玻璃膠的方案成為現階段的主要趨勢。但是，目前市場上，硅烷改性密封膠的主鏈基本都是聚醚結構，密封膠的力學性能達不到汽車擋風玻璃膠的要求。因此，為了滿足汽車擋風玻璃膠這方面的性能需求，需要將樹脂的主鏈結構做出調整。

聚碳酸酯是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物，具有優良的力學性能、耐水解性、耐熱性、耐氧化性、耐磨性以及阻燃性。主鏈為聚碳酸酯的聚氨酯樹脂，與傳統的聚醚型聚氨酯樹脂相比，力學性能、耐熱性等有著明顯的提升。因此，以聚碳酸酯為主鏈，兩端再以硅氧烷封端的硅烷改性聚氨酯樹脂，兼具優良的力學性能以及對玻璃等基材的優異粘接能力，適用于制備汽車擋風玻璃膠。

目前，聚碳酸酯型聚氨酯鏈段結構的形成主要方法是采用聚碳酸酯多元醇為原料，與-NCO基團發生聚合反應來制備。該方法的優點是工藝簡單，缺點是制備異氰酸酯的原料是劇毒的光氣，嚴重危害人的身體健康，并且對環境有較大的威脅。并且異氰酸酯與多元醇進行反應的同時會與周圍環境中的水分發生反應，生成二氧化碳，從而使材料內部產生泡孔，降低了聚氨酯材料的力學性能。近期，碳酸酯胺解法逐步進入了大眾視線。該方法是以碳酸二酯和伯胺為原料合成氨基甲酸酯結構的方法，與傳統方法相比，不使用游離NCO，是對環境更加環保的一種合成氨基甲酸酯結構的方法。

綜合考慮以上因素，需要得到一種主鏈為聚碳酸酯結構、兩端為硅氧烷封端的改性聚氨酯樹脂。同時，提供一種不使用異氰酸酯原料，對環境友好且工藝簡便的合成方法。

專利CN101993521A公開了一種制備硅烷改性聚氨酯樹脂的方法，其中包含了硅烷改性聚碳酸酯型聚氨酯樹脂。方法為使用異氰酸酯基硅烷與端基為-OH的聚碳酸酯預聚物反應，制得了硅烷封端改性聚碳酸酯型聚氨酯樹脂。該方法工藝簡單，但是原料尤其是異氰酸酯基硅烷價格昂貴，導致樹脂的成本較高，不宜工業化推廣；且異氰酸酯基硅烷的制備過程也是光氣法，造成一定的環境危害。

專利CN101712757A公開了一種硅烷改性聚醚醇的方法，先用碳酸酯單體將大分子聚醚封端，然后與氨基硅烷進行碳酸酯胺解反應制備硅烷改性聚氨酯樹脂。該方法不使用游離NCO，對環境更加環保。然而主鏈為聚醚結構，力學強度低，無法應用在汽車擋風玻璃的粘接上。