唐禮道，韓勝利，趙祖培，王爭(zhēng)業(yè)，趙勇剛

（湖北回天新材料股份有限公司，湖北 襄陽(yáng) 441057）

一種耐候性?xún)?yōu)異的單組分聚氨酯密封膠的研制

唐禮道，韓勝利，趙祖培，王爭(zhēng)業(yè)，趙勇剛

（湖北回天新材料股份有限公司，湖北 襄陽(yáng) 441057）

以異氰酸酯封端聚氨酯預(yù)聚物為主，配合觸變劑、增塑劑、碳酸鈣、鈦白粉、炭黑、耐候性助劑，制備了一種高耐候性單組分聚氨酯密封膠。研究結(jié)果表明，鈦白粉的種類(lèi)、炭黑及耐候性助劑對(duì)聚氨酯密封膠的耐候性有顯著影響。通過(guò)在配方中加入3份炭黑、0.8份耐候性助劑，聚氨酯密封膠的耐候性得到顯著提高，在長(zhǎng)期使用中無(wú)龜裂現(xiàn)象，不流黑水。

聚氨酯密封膠；耐候性助劑；耐候性；耐流黑水

從20世紀(jì)70年代中期開(kāi)始，單組分濕氣固化聚氨酯密封膠（簡(jiǎn)稱(chēng)PU）以其高彈性、抗震能力強(qiáng)、耐化學(xué)腐蝕、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)廣泛用于汽車(chē)制造業(yè)車(chē)身玻璃的密封。然而其存在以下缺點(diǎn)：在自然光的紫外線(xiàn)長(zhǎng)期照射作用下，會(huì)出現(xiàn)光氧化老化現(xiàn)象，機(jī)械性能下降，膠體表面發(fā)生龜裂，白色密封膠短期會(huì)發(fā)生明顯黃變和龜裂直至嚴(yán)重粉化，黑色密封膠經(jīng)過(guò)雨水沖刷后會(huì)流黑水，影響車(chē)身外觀(guān)，同時(shí)產(chǎn)品的力學(xué)性能顯著衰減。本實(shí)驗(yàn)針對(duì)聚氨酯密封膠耐候性差的缺點(diǎn)，通過(guò)篩選合適的助劑，優(yōu)化配方，制備出一款高耐候性單組分聚氨酯密封膠。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

端異氰酸酯聚氨酯預(yù)聚物PP（異氰酸酯含量2.0%～2.6%），自制；吸水穩(wěn)定劑，工業(yè)級(jí)，杭州伊聯(lián)化工；觸變劑，自制；碳酸鈣（1 000～2 000目），工業(yè)級(jí)，蘇州良德化工；鈦白粉，工業(yè)級(jí)，美國(guó)亨斯曼公司；鄰苯類(lèi)增塑劑，工業(yè)級(jí)，鎮(zhèn)江聯(lián)成化工；炭黑，工業(yè)級(jí)，天津卡博特公司；二月桂酸二丁基錫，試劑級(jí)，天津試劑廠(chǎng)；高效耐候性助劑，混配。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

高速行星分散機(jī)，XZH-6型，無(wú)錫雙葉機(jī)械；拉力試驗(yàn)機(jī)，AG-1C型，日本島津；紫外老化試驗(yàn)箱，A-UV型，江蘇艾默生公司。

1.3 配膠工藝

在高速行星攪拌機(jī)中加入端異氰酸酯聚氨酯預(yù)聚物PP與增塑劑、吸水穩(wěn)定劑，混合5～10 min后，加入干燥過(guò)的碳酸鈣、鈦白粉、炭黑，觸變劑，抽真空高速攪拌20 min，再加入高效耐候性助劑，抽真空攪拌20 min后再加入二月桂酸二丁基錫，抽真空攪拌10 min后出料密封保存。

1.4 測(cè)試方法

測(cè)試樣片制備：將膠擠出刮片成（2.0±0.2）mm厚，標(biāo)準(zhǔn)條件下固化7 d；

紫外老化：將固化后的膠片放置于紫外老化箱中進(jìn)行老化；

拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率：按GB/T 528 硫化橡膠和熱塑性橡膠拉伸性能的方法測(cè)定（I型，500 mm/min）進(jìn)行；

膠片外觀(guān)：用肉眼或50倍顯微鏡測(cè)試?yán)匣昂竽z片的外觀(guān)；

流黑水性：紫外老化規(guī)定的時(shí)間后，用脫脂棉蘸水，均勻擦拭試片表面3次，觀(guān)察脫脂棉上的黑印程度。

2 結(jié)果與討論

2.1 鈦白粉的結(jié)構(gòu)對(duì)聚氨酯密封膠耐黃變性的影響

鈦白粉的微觀(guān)結(jié)構(gòu)主要分為金紅石型和銳鈦型。鈦白粉的添加量為4份，在不添加耐候性助劑和炭黑的基礎(chǔ)上進(jìn)行試驗(yàn)，考查鈦白粉的結(jié)構(gòu)對(duì)聚氨酯密封膠耐候性的影響（見(jiàn)表1）。

從表1可以看出，PU-2較PU-1的耐候性好，表明在聚氨酯密封膠中，金紅石性鈦白粉的耐候性較銳鈦型的好。

表1 鈦白粉的結(jié)構(gòu)對(duì)聚氨酯密封膠耐候性的影響Tab.1 Influence of titanium dioxide structure on weather resistance of polyurethane sealant

2.2 耐候性助劑對(duì)聚氨酯密封膠耐候性能的影響

通過(guò)篩選和復(fù)配，合成出了適合聚氨酯密封膠的耐候性助劑。在不添加炭黑的前提下，加入復(fù)配的耐候性助劑對(duì)聚氨酯密封膠耐候性的影響見(jiàn)表2。

表2 耐候性助劑對(duì)聚氨酯密封膠耐候性的影響Tab.2 Influence of weather resistant agent on weather resistance of polyurethane sealant

從表2可以看出，耐候性助劑能顯著提高聚氨酯密封膠的耐候性。

2.3 炭黑對(duì)聚氨酯密封膠耐候性的影響

炭黑可吸收紫外線(xiàn)，能提高聚氨酯密封膠的耐UV性能。炭黑用量對(duì)聚氨酯密封膠耐候性的影響見(jiàn)表3。

從表3可以看出，隨著炭黑添加量的增加，膠層的耐候性明顯提高。

2.4 聚氨酯密封膠耐流黑水性能的研究

雖然加入大量炭黑后，聚氨酯密封膠的耐候性明顯提高，但在實(shí)際應(yīng)用中（如客車(chē)玻璃接縫密封）發(fā)現(xiàn)，在長(zhǎng)時(shí)間日曬雨淋后，車(chē)體上會(huì)有一層黑印，俗稱(chēng)密封膠流黑水。分析原因可能是密封膠經(jīng)長(zhǎng)期日曬雨淋后，膠體表面的聚氨酯樹(shù)脂會(huì)輕微粉化，導(dǎo)致炭黑及填料等會(huì)隨雨水流出從而產(chǎn)生流黑水現(xiàn)象。鑒于此，綜合耐候性助劑和炭黑的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，考查了2者對(duì)聚氨酯膠耐候性的影響，特別是對(duì)耐流黑水性能的影響（見(jiàn)表4）。

表4 炭黑和耐候性助劑對(duì)聚氨酯膠耐流黑水性能的影響Tab.4 Influence of carbon black and additives on weather resistance of polyurethane sealant

從表4可以看出，通過(guò)少量的炭黑和耐候性助劑的搭配，可實(shí)現(xiàn)聚氨酯密封膠長(zhǎng)期老化無(wú)龜裂，同時(shí)不流黑水。

2.5 性能指標(biāo)

耐候性單組分聚氨酯密封膠主要性能指標(biāo)見(jiàn)表5。

表5 耐候性單組分聚氨酯密封膠的性能指標(biāo)Tab.5 Performance of one-component polyurethane sealant with high weather resistance

該產(chǎn)品經(jīng)某主機(jī)廠(chǎng)進(jìn)行批量裝車(chē)驗(yàn)證，以及在海南進(jìn)行暴曬試驗(yàn)，均沒(méi)有出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，同時(shí)車(chē)身無(wú)流黑水問(wèn)題。

3 結(jié)論

1）金紅石型鈦白粉可明顯提高聚氨酯密封膠的耐候性；

2）炭黑能提高聚氨酯密封膠的耐候性，但易造成流黑水現(xiàn)象；

3）復(fù)配的耐候性助劑能顯著提高聚氨酯密封膠的耐候性；

4）通過(guò)炭黑和耐候性助劑的復(fù)配，制備的聚氨酯密封膠耐候性?xún)?yōu)異，同時(shí)不流黑水。

Preparation of a one-component polyurethane sealant with excellent weather resistance

TANG Li-Dao， HAN Sheng-Li， ZHAO Zu-Pei， WANG Zheng-ye， ZHAO Yong-gang （Huibei Huitian New Material Co.，Ltd.， Xiangyang， Hubei 441057， China）

A one-component polyurethane sealant with excellent weather resistance was prepared with isocyanate terminated polyurethane prepolymer as the basic material， thixotropic agent， plasticizer， calcium carbonate， titanium dioxide，carbon black and weather resistant additives. The results showed that the types of titanium dioxide， carbon black and weather resistance additives had significant effects on the weather resistance of polyurethane sealant. The weather resistance of the polyurethane sealant increased by adding 3 parts carbon black and 0.8 parts weather resistant additives. There was no crack and no blackwater flowing during using the polyurethane sealant for a long time.

polyurethane sealant； weather resistance additives； weather resistant； no blackwater flowing

TQ 436+.6

A

1001-5922（2015）11-0053-03

2015-04-20

唐禮道（1981-），男，碩士。主要從事單組分聚氨酯膠的研究及應(yīng)用。E-mail：tangld2000@163.com。