一种应用于汽车行业的单组份聚氨酯结构胶及其制备方法与流程

本发明属于单组份结构胶，涉及一种应用于汽车行业的单组份聚氨酯结构胶及其制备方法。

背景技术：

1、结构胶是指强度高(压缩强度>65mpa，钢-钢正拉粘接强度>30mpa，抗剪强度>18mpa)，能承受较大荷载，且耐老化、耐疲劳、耐腐蚀，在预期寿命内性能稳定，适用于承受强力的结构件粘接的胶粘剂。因其强度高、抗剥离、耐冲击、施工工艺简便的特性，可将其应用于金属、陶瓷、塑料、橡胶、木材等同种材料或者不同种材料之间的粘接，也可应用于构件的加固、锚固、修补等，如粘钢，粘碳纤维，植筋，裂缝补强、密封，孔洞修补、道钉粘贴、表面防护、混凝土粘接等。可部分代替焊接、铆接、螺栓连接等传统连接形式，结合面应力分布均匀，对零件无热影响和变形。

2、单组份结构胶是指在生产过程中，单组份胶全部成分都混合在一起，用包装瓶或者包装膜包装，使用时，胶体挤出以后靠与空气中的水分反应固化。双组份结构胶是指密封胶在生产过程中分装成两个组份，一般分为a、b组份，a组份通常为胶浆，呈白色，b组份通常为固化剂和炭黑，呈黑色。双组份结构胶通常是桶装，需要用专用的双组份打胶机按比例混合使用，使用压缩空气做动力源，设备操作复杂，操作不当易导致结构胶出现质量或外观等问题；而单组份结构胶使用方便，用专用胶枪即可打出来使用，在加工车间和工地上都很方便使用，适合各类工程使用，但单组份结构胶在固化过程中受环境温度及湿度影响较大且单组份结构胶的抗氧化能力不及双组份结构胶，结构胶受氧化影响后会出现各项性能下降的问题。当单组份结构胶应用在汽车行业时，单组份结构胶往往受到上述问题的影响，因此，本发明提出一种应用于汽车行业的单组份聚氨酯结构胶及其制备方法，旨在解决上述单组份结构胶的缺陷。

3、专利cn103952109a公开了一种碳纳米改性的车用单组份结构胶粘剂及其制备方法，由以下组份组成：环氧树脂100份；活性稀释剂10-20份；潜伏性固化剂5-15份；碳纳米管增韧增强剂10-40份；触变剂2-20份；填料20-60份；偶联剂0.5-5份。该发明公开的胶粘剂在冲击载荷作用的时候具有足够的韧性和柔性，为了能够使车身在碰撞时吸收更多的动能，适用于粘接应用于汽车上的新型轻量化材料。

4、专利cn109651977a公开了一种环氧单组份结构胶，包括：环氧树脂、核壳橡胶、树脂改性丁腈橡胶、增韧剂、活性稀释剂、固化剂、固化促进剂、触变剂、吸水剂和填料，所述固化促进剂与固化剂的质量比为1：(24～60)。该发明通过控制环氧单组份结构胶的组分中固化促进剂与固化剂的比例，使剥离破坏形式为内聚破坏，并且所述环氧单组份结构胶还具有较高的剪切强度和t型剥离强度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种应用于汽车行业的单组份聚氨酯结构胶及其制备方法，具有固化速度快、操作简便、抗氧化效果好的特点。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种应用于汽车行业的单组份聚氨酯结构胶，所述的单组份聚氨酯结构胶包含组分a、组分b、邻苯二甲酸二丁酯及抗氧化剂。

4、作为本发明的一种优选技术方案，所述组分a的制备包含以下步骤：

5、w1.将聚四氢呋喃和邻苯二甲酸二丁酯加入干燥的四口烧瓶中，真空加热脱水60～90min；

6、w2.脱水完成后将温度调节至78～80℃，加入甲苯二异氰酸酯，保持78～80℃反应60～90min，加入催化剂，反应60～90min后，得到组分a，密封保存。

7、作为本发明的一种优选技术方案，所述组分b的制备包含以下步骤：

8、y1.将聚四氢呋喃加入干燥的四口烧瓶中，真空加热脱水60～90min；

9、y2.脱水完成后将温度调节至78～80℃，加入苯二亚甲基二异氰酸酯，反应60～90min后，加入催化剂，反应60～90min后得到组分b，密封保存。

10、作为本发明的一种优选技术方案，所述组分a制备过程中的聚四氢呋喃、邻苯二甲酸二丁酯、甲苯二异氰酸酯、催化剂的质量比为40～50:10～15:40～50:5～10。

11、作为本发明的一种优选技术方案，所述组分b制备过程中的聚四氢呋喃、苯二亚甲基二异氰酸酯、催化剂的质量比为40～50:40～50:5～10。

12、作为本发明的一种优选技术方案，所述的催化剂由质量比为1～3:2～7的二月桂酸二丁基锡和双吗啉二乙基醚组成。

13、作为本发明的一种优选技术方案，所述的单组份聚氨酯结构胶的制备包含以下步骤：

14、z1.将组分a、组分b及邻苯二甲酸二丁酯加入搅拌釜中，抽真空，混合搅拌15～20min；

15、z2.搅拌完成后，加入抗氧化剂，在真空条件下搅拌60～70min得到黑色均质膏状的单组分聚氨酯结构胶，密封保存。

16、作为本发明的一种优选技术方案，所述的抗氧化剂由炭黑、三羟甲基丙烷、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚及亚磷酸酯组成。

17、作为本发明的一种优选技术方案，所述的炭黑、三羟甲基丙烷、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸酯的质量比为15～20:25～30:40～45:10～15。

18、作为本发明的一种优选技术方案，所述的组分a、组分b、邻苯二甲酸二丁酯、抗氧化剂的质量比为40～50:40～50:15～25:1～3。

19、本发明的有益效果：

20、(1)本发明所提供的一种应用于汽车行业的单组份聚氨酯结构胶具有使用简便、固化速度快的特点。本发明中所提供的独特配方比例的催化剂可以加快结构胶与空气接触后的固化速度。克服了传统单组份结构胶固化所需时间受环境温度与湿度影响较大的缺点。

21、(2)本发明所提供的一种应用于汽车行业的聚氨酯结构胶具有抗氧化能力强的特点。传统的结构胶在应用于汽车行业时，因易受紫外线或汽车启动时所带来的高温的影响而导致结构胶出现氧化开裂、强度下降的问题。本发明中所提供的抗氧化剂中的炭黑能够遮蔽或反射紫外线，使光不能透入聚氨酯结构胶的内部，从而起到保护作用；三羟甲基丙烷可以有效提高聚氨酯结构胶的热稳定性；2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚与亚磷酸酯可以有效提高聚氨酯结构胶的抗热氧化能力，可以消除氧化产生的自由基，或者促使氢过氧化物的分解，阻止链式反应的进行。本发明中由该四种物质按特定比例混合后加入到聚氨酯结构胶中通过协同作用可以有效提高结构胶的抗氧化能力。

技术特征：

1.一种应用于汽车行业的单组份聚氨酯结构胶，其特征在于，所述的单组份聚氨酯结构胶包含组分a、组分b、邻苯二甲酸二丁酯及抗氧化剂。

2.根据权利要求1所述的一种应用于汽车行业的单组份聚氨酯结构胶，其特征在于，所述组分a的制备包含以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种应用于汽车行业的单组份聚氨酯结构胶，其特征在于，所述组分b的制备包含以下步骤：

4.根据权利要求2所述的一种应用于汽车行业的单组份聚氨酯结构胶，其特征在于，所述的聚四氢呋喃、邻苯二甲酸二丁酯、甲苯二异氰酸酯、催化剂的质量比为40～50:10～15:40～50:5～10。

5.根据权利要求3所述的一种应用于汽车行业的单组份聚氨酯结构胶，其特征在于，所述的聚四氢呋喃、苯二亚甲基二异氰酸酯、催化剂的质量比为40～50:40～50:5～10。

6.根据权利要求2、3、4或5所述的一种应用于汽车行业的单组份聚氨酯结构胶，其特征在于，所述的催化剂由质量比为1～3:2～7的二月桂酸二丁基锡和双吗啉二乙基醚组成。

7.根据权利要求1所述的一种应用于汽车行业的单组份聚氨酯结构胶，其特征在于，所述的单组份聚氨酯结构胶的制备包含以下步骤：

8.根据权利要求1所述的一种应用于汽车行业的单组份聚氨酯结构胶，其特征在于，所述的抗氧化剂由炭黑、三羟甲基丙烷、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚及亚磷酸酯组成。

9.根据权利要求8所述的一种应用于汽车行业的单组份聚氨酯结构胶，其特征在于，所述的炭黑、三羟甲基丙烷、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸酯的质量比为15～20:25～30:40～45:10～15。

10.根据权利要求1所述的一种应用于汽车行业的单组份聚氨酯结构胶，其特征在于，所述的组分a、组分b、邻苯二甲酸二丁酯、抗氧化剂的质量比为40～50:40～50:15～25:1～3。

技术总结
本发明涉及一种应用于汽车行业的单组份聚氨酯结构胶及其制备方法，属于单组份结构胶技术领域。本发明所述的单组份聚氨酯结构胶包含组分A、组分B、邻苯二甲酸二丁酯及抗氧化剂；组分A及组分B中所添加的催化剂由二月桂酸二丁基锡和双吗啉二乙基醚组成；抗氧化剂由炭黑、三羟甲基丙烷、2,6‑二叔丁基‑4‑甲基苯酚、亚磷酸酯组成。该应用于汽车行业的单组份聚氨酯结构胶具有使用简便、固化速度快的特点，克服了传统单组份结构胶固化所需时间受环境温度与湿度影响较大的缺点；还具有抗氧化能力强的特点，克服了传统的结构胶在应用于汽车行业时，因易受紫外线或汽车启动时所带来的高温的影响而导致结构胶出现氧化开裂、强度下降的问题。

技术研发人员：陈少杰,李正恩,蒋旭阳
受保护的技术使用者：广东中粘新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16