中空玻璃用雙組份聚氨酯密封膠的研究

【中玻網(wǎng)】中空玻璃是一種用兩片（或三片）玻璃，使用高度度高氣密性復(fù)合粘結(jié)劑，將玻璃片與鋁合金框架粘結(jié)，具有良好的隔熱、隔音、美觀的新型建筑材料。中空玻璃單元通常采用雙道密封膠，即使用聚異丁烯膠作第1道密封，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系硅膠、聚硫膠或者聚氨酯膠作為第二道密封。本文以端羥基液體聚丁二烯、粗MDI為主要原料，復(fù)配制備中空玻璃用雙組份聚氨酯密封膠，并研究了填料、增塑劑、擴(kuò)鏈劑、粘接促進(jìn)劑及催化劑對(duì)密封膠性能的影響。

　　實(shí)驗(yàn)原料：端羥基液體聚丁二烯，Poly bd®R45V，克雷威利（廣州）化工有限公司；粗MDI，WANNATE®PM-200，萬華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司；納米碳酸鈣，WINNOFIL®SPM，SOLVAY；重質(zhì)碳酸鈣，OMY-2，歐米亞（上海）投入資金有限公司；增塑劑，DIDP，�？松梨诨ぃ粩U(kuò)鏈劑，1,4-丁二醇（1,4-BDO），上海梯希愛；粘接促進(jìn)劑，Silquest®A-187，邁圖高新材料（中國(guó)）有限公司；催化劑，ZJPC-0225，自制。

　�。�1）NCO/OH比例對(duì)中空玻璃密封膠性能的影響：通常來說，NCO/OH的比例越接近1，密封膠越接近于凝膠點(diǎn)，其反應(yīng)交聯(lián)速度也越快，但過快的交聯(lián)速度會(huì)影響聚氨酯密封膠的可操作時(shí)間。因此選取合適的NCO/OH比例對(duì)于雙組份聚氨酯中空玻璃膠來說是至關(guān)重要的，選取不同NCO/OH比例對(duì)雙組份聚氨酯中空玻璃密封膠的性能進(jìn)行了考察，結(jié)果如表1和圖1所示。

表1    NCO/OH比例對(duì)中空玻璃密封膠性能的影響

圖1    固化膠條割開后的情況

　　從表1結(jié)果可以看出，當(dāng)NCO/OH比例在1.19以下時(shí)，雙組份聚氨酯膠樣品的適用期過短；當(dāng)NCO/OH比例在1.34以上時(shí)，雙組份聚氨酯膠樣品的可操作時(shí)間才能滿足施工需求，而當(dāng)NCO/OH比例達(dá)到1.80的時(shí)候，固化的膠條中出現(xiàn)了一定的鼓泡見圖1。因此，NCO/OH的比例在1.34～1.64是比較合適的�？紤]到A、B組分實(shí)際施工過程中的配比誤差，選擇NCO/OH比例為1.5左右是更合適的。

　　（2）擴(kuò)鏈劑含量對(duì)中空玻璃密封膠力學(xué)性能的影響：在聚氨酯膠的配方中，經(jīng)常會(huì)加入一些含活潑氫的化合物與異氰酸酯端基預(yù)聚物反應(yīng)，從而使得分子鏈擴(kuò)散延長(zhǎng)，提高聚氨酯膠的初固強(qiáng)度。研究了1,4-BDO對(duì)雙組份聚氨酯中空玻璃膠的性能的影響，結(jié)果如表2所示。

表2    擴(kuò)鏈劑含量對(duì)中空玻璃密封膠各項(xiàng)性能的影響

　　從表2可以看出，少量1,4-BDO的加入可以降低R45V的使用量，提高密封膠的拉伸強(qiáng)度、降低密封膠的表干時(shí)間，但同時(shí)會(huì)降低密封膠的可操作時(shí)間、斷裂伸長(zhǎng)率。因此，本文中更合適的1,4-BDO擴(kuò)鏈劑的比例是0.10%。

　　（3）納米碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣比例對(duì)密封膠性能的影：納米碳酸鈣主要用于提高產(chǎn)品的觸變性、強(qiáng)度以及韌性，但是增稠明顯，因此在產(chǎn)品中只能部分添加；而重質(zhì)碳酸鈣則主要用于補(bǔ)強(qiáng)和充當(dāng)填料，降低配方成本，因此選擇適當(dāng)納米碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣比例對(duì)密封膠的綜合性能起到了關(guān)鍵作用。表3列出了不同納米碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣比例對(duì)雙組份聚氨酯中空玻璃密封膠性能的影響。從表3的結(jié)果可以看出，當(dāng)納米碳酸鈣比例為20%，重質(zhì)碳酸鈣比例為30%時(shí)，密封膠就出現(xiàn)觸變性能欠佳的情況，同時(shí)，高的填料含量會(huì)造成膠耐老化性能的欠佳，因此本文中更合適的納米碳酸鈣比例為25%，重質(zhì)碳酸鈣比例為25%。

表3    納米碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣含量對(duì)密封膠性能的影響

　�。�4）催化劑含量對(duì)密封膠適用期和表干時(shí)間的影響：結(jié)果如圖2所示。從圖2中可以看出，不添加催化劑的情況下，雙組份聚氨酯密封膠具有很長(zhǎng)時(shí)間的適用期（86 min），但同樣膠的表干時(shí)間也相應(yīng)很長(zhǎng)，達(dá)到260 min左右，因此會(huì)大大影響現(xiàn)場(chǎng)的施工效率。從本文的研究結(jié)果來看，更合適的催化劑ZJPC-0225的使用量是0.1%～0.2%，考慮到實(shí)際施工時(shí)配方的誤差范圍，本文中的更佳催化劑含量是0.15%。

圖2    催化劑含量對(duì)密封膠適用期和表干時(shí)間的影響

　�。�5）粘接促進(jìn)劑添加量對(duì)密封膠粘接性能的影響：本文對(duì)粘接促進(jìn)劑的含量對(duì)密封膠粘接性能的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果如圖3所示。從圖3可以看出，粘接促進(jìn)劑的加入大大提高了雙組份聚氨酯中空玻璃密封膠的界面粘接性。當(dāng)A-187的含量達(dá)到10%時(shí)，雙組份聚氨酯密封膠樣品便能達(dá)到更佳的粘接效果。進(jìn)一步提高A-187的含量不會(huì)降低雙組份聚氨酯密封膠樣品的界面粘接性，但此時(shí)樣品出現(xiàn)發(fā)粘的現(xiàn)象，因此，本實(shí)驗(yàn)中的更佳粘接促進(jìn)劑含量為10%。

圖3    粘接促進(jìn)劑添加量對(duì)密封膠粘接性能的影響

　　通過一系列的實(shí)驗(yàn)得出：以端羥基液體聚丁二烯、粗MDI為主要原料，研究了填料、增塑劑、擴(kuò)鏈劑、粘接促進(jìn)劑及催化劑對(duì)密封膠性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)雙組份聚氨酯密封膠中NCO/OH比例為1.5，A組分中端羥基液體聚丁二烯R45V含量為22.4%，擴(kuò)鏈劑1,4-BDO含量為0.1%，增塑劑DIDP含量為27.6%，納米碳酸鈣SPM含量為25%，重質(zhì)碳酸鈣OMY-2含量為25%，催化劑ZJPC-0225含量為0.15%，B組分中粗MDI PM-200含量為55%，增塑劑DIDP含量為35%，粘接促進(jìn)劑A-187含量為10%時(shí)，所制備的雙組份聚氨酯密封膠綜合性能更優(yōu)，能夠滿足中空玻璃二道密封膠的要求。