[發明專利]一種耐高溫耐水解聚氨酯灌封膠的制備

有效

• 申請號: 202111281289.5
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN113773782B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 黃宇敏;曾子秋;施藝菲;陸影;劉孝波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C09J175/04
• 分類號: C09J175/04;C08G18/12;C08G18/44;C08G18/48;C08G18/66;C08G18/32
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本發明涉及一種耐高溫耐水解聚氨酯的制備方法，適用于中空纖維膜組件的灌封。本發明提出一種雙重固化策略，利用常規固化劑和潛伏性固化劑協同策略，實現聚氨酯灌封膠常溫部分固化，中溫完全固化，克服了聚氨酯灌封膠通常固化時間長或固化太快、放熱嚴重所導致膜管燒絲、爬絲等問題，中溫固化也充分縮短了固化時間。固化后的聚氨酯灌封膠具有優異的耐熱性能和耐水解性能。本發明的制備方法簡單且易于工業化操作，拓寬了聚氨酯灌封膠的應用范圍。

技術領域

本發明涉及一種耐高溫耐水解聚氨酯灌封膠的制備方法，屬于高分子合成領域，適用于中空纖維膜組件的灌封。

背景技術

中空纖維膜以膜組件之形式應用于相關的工程中，而將其制成膜組件時需使用大量灌封膠進行封端。灌封膠自身特性與中空纖維膜絲以及與膜組件外殼的相互作用均會影響膜組件在實際應用過程中的性能。因此，選擇合適的灌封膠對制備中空纖維超濾膜組件至關重要。

膜組件目前主要使用聚氨酯和環氧類型的灌封膠，然而傳統灌封材料所用的環氧樹脂存在硬度比較大、容易脆裂和不能修補等問題。聚氨酯灌封膠克服了環氧樹脂發脆的弊端，以其獨特的綜合性能成功地在各行各業得到了廣泛應用。聚氨酯灌封膠的A、B兩個組分經充分混合反應后，鏈結構得到增長，形成了在性能和結構上類似于橡膠的彈性體材料。這種彈性體緊緊包覆在中空纖維超濾膜組件周圍，就可起到密封作用，進而起到防塵、防水、防震和固定作用。

目前聚氨酯灌封膠存在易受空氣中濕氣、膜管中水分等影響，從而在固化過程中產生大量氣泡，進而影響膜組件的實際使用壽命。除此之外，一些應用在特殊使用場景的中空纖維膜組件往往需要具有耐高溫耐水解的灌封膠，而常用聚氨酯灌封膠長期使用溫度在80℃以下，且聚氨酯灌封膠對水分很敏感，更重要的是固化時間長或固化太快、放熱嚴重，導致膜管燒絲、爬絲等。因此開發出新型的耐高溫耐水解的聚氨酯灌封膠顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題，提出一種雙重固化策略，可制備出一種適合中空纖維膜組件使用的聚氨酯灌封膠，此類灌封膠解決了傳統固化時間快放熱嚴重的問題，同時固化后的灌封膠具有優異的耐熱性能和耐水解性能，適用于一些特殊使用場景的中空纖維膜組件，如高溫廢水的處理。

本發明所述一種耐高溫耐水解聚氨酯灌封膠的制備，其特征在于：包括A組分和B組分的制備，使用時將A組分和B組分按1：0.5～2的質量比混合后，攪拌均勻即可得到雙組分耐高溫耐水解聚氨酯灌封膠。

所述一種耐高溫耐水解聚氨酯灌封膠的制備方法包括下述步驟：

(1)A組分的制備：

步驟(1)聚丙二醇、聚碳酸酯二元醇按一定比例混合，抽真空，在100～120℃真空脫氣1～3h；(2)停止抽真空，降溫至40～50℃，加入計量的MDI、少量稀釋劑攪拌均勻，隨后升溫至60～80℃反應0.5～3小時；(3)降溫至40～50℃，真空脫氣30min，得到預聚體，密封待用；

(2)B組分的制備：

將擴鏈劑、催化劑、潛伏性固化劑、填料按比例加入混合，同時加入少量稀釋劑混合調節粘度，加熱，控制溫度在100～120℃，真空脫氣1～3h，降溫至40～50℃，混合均勻后密封待用；

(3)A、B組分的混合：

將A、B組分室溫下按一定比例混合，室溫放置2～3d后進行測試或室溫放置6～10h，60～80℃固化1～3h。

所述聚丙二醇為平均分子量400、600、1000、1500、2000、3000、4000、6000、8000的聚丙二醇中的至少一種；

所述聚碳酸酯二元醇為平均分子量500、1000、2000、3000的聚碳酸酯二元醇中的至少一種；所述稀釋劑為苯類、酯類、酮類中的至少一種；