一种聚硫密封胶及其制备方法

摘要

本发明公开了一种双组份聚硫密封胶及其应用，包括含有液体聚硫橡胶和封端异氰酸酯的A组分，含有二氧化锰和多元胺的B组分，A、B组分混合后会形成可供应用的膏状胶，封端异氰酸酯通过式1)化合物与异氰酸酯反应制得，多元胺与封端异氰酸酯的投料摩尔比为1∶0.9‑1.1；A、B组分常温下混合后初始时呈流淌液态，且混合开始至形成不流淌的膏状胶之间具有至少3分钟的时间间隔；应用：将A、B组分在施工现场，在搅拌釜中混合得到混合体系，经过一定时间间隔后，从液态变成膏状；将前述配制的膏状胶施加于建筑拼接缝密封；本发明采用常规搅拌装置即能实现搅拌均匀，避免现有技术中不易或无法混匀的问题，有利于提升胶的力学性能等。

权利要求

1.一种双组份聚硫密封胶，包括A组分和B组分，所述A组分包含液体聚硫橡胶，所述B组分包含二氧化锰，将所述A组分与B组分混合后会形成可供拼接密封用的膏状胶，其特征在于：所述A组分还包含封端异氰酸酯，所述封端异氰酸酯通过式（1）化合物与异氰酸酯反应而制得；

（1），其中，R1、R2分别独立地选自烃基、烃氧基、烃巯基、烃基羰基、烃基氧基羰基、烃基亚硫酰基、杂环烷基、杂环烷氧基、杂环烷巯基、杂环烷基羰基、芳氧基烃基或烃基砜基；

所述B组分还包含多元胺，所述多元胺与所述封端异氰酸酯的投料摩尔比为1∶0.9‑

1.1；

所述A组分与所述B组分常温下混合后初始时呈流淌液态，自将所述A组分与所述B组分混合之时开始的时间间隔3‑20min内，所述A组分与所述B组分的混合体系始终保持流淌液态，之后形成可供拼接密封用的膏状胶。

2.根据权利要求1所述的双组份聚硫密封胶，其特征在于，所述的R1、R2含有的碳数分别为1‑20。

3.根据权利要求2所述的双组份聚硫密封胶，其特征在于，所述的R1、R2含有的碳数分别为1‑10。

4.根据权利要求2所述的双组份聚硫密封胶，其特征在于，所述的R1、R2分别独立地选自C1‑6烃基、C1‑6烃氧基、C1‑6烃巯基、C1‑6烃基羰基、C1‑6烃基氧基羰基、C1‑6烃基亚硫酰基、C4‑8杂环烷基、C4‑8杂环烷氧基、C4‑8杂环烷巯基、C4‑8杂环烷基羰基、C5‑10芳氧基烃基或C1‑6烃基砜基。

5.根据权利要求1‑4中任一项权利要求所述的双组份聚硫密封胶，其特征在于，所述式（1）化合物为选自如下结构中的一种或多种的组合：。

6.根据权利要求1所述的双组份聚硫密封胶，其特征在于，所述时间间隔为3‑10min。

7.根据权利要求6所述的双组份聚硫密封胶，其特征在于，所述时间间隔为3‑5min。

8.根据权利要求1所述的双组份聚硫密封胶，其特征在于，使所述式（1）化合物与所述异氰酸酯在30‑40℃下反应制备所述封端异氰酸酯；和/或，制备所述封端异氰酸酯的反应中，所述式（1）化合物的投料摩尔量与所述异氰酸酯投料中异氰酸酯基的摩尔量之比为

1.01‑1.05∶1。

9.根据权利要求1所述的双组份聚硫密封胶，其特征在于，以质量百分含量计，所述封端异氰酸酯的投料量占所述双组份聚硫密封胶的原料总投料量的1‑8%。

10.根据权利要求9所述的双组份聚硫密封胶，其特征在于，以质量百分含量计，所述封端异氰酸酯的投料量占所述双组份聚硫密封胶的原料总投料量的1‑5%。

11.根据权利要求10所述的双组份聚硫密封胶，其特征在于，以质量百分含量计，所述封端异氰酸酯的投料量占所述双组份聚硫密封胶的原料总投料量的1‑3%。

12.根据权利要求1所述的双组份聚硫密封胶，其特征在于，所述A组分与所述B组分的投料质量比为10∶0.8‑1.2；

其中，以质量百分含量计，所述A组分包含液体聚硫橡胶55‑80%、封端异氰酸酯1‑3.5%、填料0‑35%、增塑剂0‑10%、硅烷偶联剂0‑3%；以质量百分含量计，所述B组分包含二氧化锰

50‑60%、多元胺6‑12%、液体增塑剂0‑48%、促进剂0‑3%。

13.根据权利要求12所述的双组份聚硫密封胶，其特征在于，所述液体聚硫橡胶的数均分子量为1000‑6000，交联度为0.1‑2%；和/或，所述异氰酸酯为二异氰酸酯或三异氰酸酯或二者的组合，所述填料为滑石粉、高岭土或重质碳酸钙，所述增塑剂、所述液体增塑剂分别为邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸丁苄酯；和/或，所述多元胺为乙二胺或三甲基六亚甲基二胺，所述促进剂为1,3‑二苯胍。

14.一种权利要求1‑13中任一项权利要求所述的双组份聚硫密封胶的应用方法，其特征在于，所述双组份聚硫密封胶的应用方法包括如下步骤：首先，将所述A组分与所述B组分在施工现场，在搅拌釜中混合得到混合体系，该混合体系在经过所述时间间隔后，生成具有触变性的可供拼接密封用的膏状胶；

其次，将前述配制的膏状胶施加于建筑拼接缝的密封。

说明书

一种聚硫密封胶及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于建筑材料领域，尤其涉及建筑拼接缝密封，包括混凝土拼接缝、公路和铁路桥梁伸缩缝、地坪切割缝的密封，具体涉及一种双组份聚硫密封胶及其应用。

背景技术

[0002] 聚硫密封胶是指由液体聚硫橡胶为基体材料，掺入助剂材料得到可在室温条件下或者加温条件下通过化学交联成为对金属或者其他材料表面具有良好粘接力的弹性密封
材料。由于聚硫密封剂具有良好的耐燃油性能、耐水性能以及耐候性能，已被广泛应用于混
凝土拼接缝和切割缝的密封。

[0003] 其中拼接密封胶的性能之一即需要具有较优异的抗流挂性能。目前通常的做法是在原料中直接添加抗流挂剂(也称触变剂)来实现，常用的抗流挂剂有气相二氧化硅、纳米
碳酸钙和带聚脲结构的树脂，然而气相二氧化硅和纳米碳酸钙均存在加入时产生环境污
染，同时直接加入后采用普通混合设备无法混合均匀，需要昂贵的行星搅拌装置进行混合，
生产过程中材料损耗比较大，而且具有触变性的膏状胶在现场施工配料时，触变性特点的
存在致使普通的电动搅拌器很难做到混合均匀。某些聚脲类抗流挂剂，例如CN106590376B
公开的超支化聚脲类抗流挂剂，虽然可以解决生产车间污染的问题，提高生产效率，但是同
样的问题，在施工现场，不可能将两个触变组份的物料充分混合，进而由于无法实现均匀的
混合，必然会对结构胶的力学性能和寿命造成不利影响。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种适于现场施工并采用常规搅拌装置即能实现混合均匀的双组份聚硫密封胶。

[0005] 本发明同时还提供了上述双组份聚硫密封胶的应用方法。

[0006] 为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案如下：

[0007] 一种双组份聚硫密封胶，包括A组分和B组分，所述A组分包含液体聚硫橡胶，所述B组分包含二氧化锰，将所述A组分与B组分混合后会形成可供拼接密封用的膏状胶，所述A组
分还包含封端异氰酸酯，所述封端异氰酸酯通过式(1)化合物与异氰酸酯反应而制得；

[0008] 其中，R1、R2分别独立地选自烃基、烃氧基、烃巯基、烃基羰基、烃基氧基羰基、烃基亚硫酰基、环烷基、环烷氧基、环烷巯基、环烷羰基、杂环烷基、杂环烷氧
基、杂环烷巯基、杂环烷基羰基、芳基、芳氧基、芳氧基烃基、芳巯基、芳基羰基、烃基砜基、环
烷砜基或芳砜基；

[0009] 所述B组分还包含多元胺，所述多元胺与所述封端异氰酸酯的投料摩尔比为1∶0.9‑1.1；

[0010] 所述A组分与所述B组分常温下混合后初始时呈流淌液态，自将所述A组分与所述B组分混合开始至形成不流淌的可供拼接密封用的膏状胶(即具有触变性的可供拼接密封用
的膏体状胶)之间，具有至少3min的时间间隔。

[0011] 本发明中，“常温”也叫一般温度或者室温，一般为25±10℃。“流淌液态”即具有流淌性能的液态，具有较好的自流平性。

[0012] 本发明中“所述A组分与所述B组分常温下混合后初始时呈流淌液态”中的“初始时”即为常规意义理解的A组分与B组分刚混合的时间节点。

[0013] 根据本发明的一些优选方面，所述的R1、R2含有的碳数分别为1‑20；更优选地，所述的R1、R2含有的碳数分别为1‑10。

[0014] 根据本发明的一些优选且具体的方面，所述的R1、R2分别独立地选自C1‑6烃基、C1‑6烃氧基、C1‑6烃巯基、C1‑6烃基羰基、C1‑6烃基氧基羰基、C1‑6烃基亚硫酰基、C3‑6环烷基、C3‑6环
烷氧基、C3‑6环烷巯基、C3‑6环烷羰基、C4‑8杂环烷基、C4‑8杂环烷氧基、C4‑8杂环烷巯基、C4‑8杂
环烷基羰基、C5‑10芳基、C5‑10芳氧基、C5‑10芳氧基烃基、C5‑10芳巯基、C5‑10芳基羰基、C1‑6烃基砜
基、C3‑6环烷砜基或C5‑10芳砜基。

[0015] 在本发明的一些实施方式中，所述式(1)化合物为选自如下结构中的一种或多种的组合：

[0016]

[0017] 根据本发明的一些优选且具体的方面，自将所述A组分与所述B组分混合之时开始的3‑20min内，所述A组分与所述B组分的混合体系始终保持流淌液态，之后形成可供拼接密
封用的膏状胶(即具有抗流挂或触变性的膏体状胶，能够应用于立面施工)。

[0018] 根据本发明的一些优选方面，所述时间间隔为3‑10min，更优选为3‑8min，进一步优选为3～5min。

[0019] 根据本发明的一些优选方面，使所述式(1)化合物与所述异氰酸酯在30‑40℃下反应制备所述封端异氰酸酯。

[0020] 根据本发明的一些具体方面，制备所述封端异氰酸酯的反应中，所述式(1)化合物的投料摩尔量与所述异氰酸酯投料中异氰酸酯基的摩尔量之比为1.01‑1.05∶1。

[0021] 根据本发明的一些优选方面，以质量百分含量计，所述封端异氰酸酯的投料量占所述双组份聚硫密封胶的原料总投料量的1‑8％；更优选地，以质量百分含量计，所述封端
异氰酸酯的投料量占所述双组份聚硫密封胶的原料总投料量的1‑5％；进一步优选地，以质
量百分含量计，所述封端异氰酸酯的投料量占所述双组份聚硫密封胶的原料总投料量的1‑
3％。

[0022] 根据本发明的一些优选且具体的方面，所述A组分与所述B组分的投料质量比为10∶0.8‑1.2。根据本发明的一个具体方面，所述A组分与所述B组分的投料质量比为10∶1。

[0023] 根据本发明的一些优选且具体的方面，以质量百分含量计，所述A组分包含液体聚硫橡胶55‑80％、封端异氰酸酯1‑3.5％、填料0‑35％、增塑剂0‑10％、硅烷偶联剂0‑3％；以
质量百分含量计，所述B组分包含二氧化锰50‑60％、多元胺6‑12％、液体增塑剂0‑48％、促
进剂0‑3％。

[0024] 根据本发明的一些具体方面，所述液体聚硫橡胶的数均分子量为1000‑6000，交联度为0.1‑2％。优选地，所述液体聚硫橡胶的数均分子量为1000‑5000，交联度为0.5‑1.5％。
根据本发明的一个具体方面，所述液体聚硫橡胶为购自阿克苏诺贝尔硫胶公司的液体聚硫
橡胶G44和/或购自日本东丽公司的液体聚硫橡胶LP‑33。

[0025] 根据本发明的一些具体方面，所述异氰酸酯为二异氰酸酯或三异氰酸酯或二者的组合，所述填料为滑石粉、高岭土或重质碳酸钙，所述增塑剂、所述液体增塑剂分别为邻苯
二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸丁卞酯。

[0026] 根据本发明的一些具体且优选的方面，所述多元胺为乙二胺或三甲基六亚甲基二胺。

[0027] 根据本发明的一些具体方面，所述促进剂为1,3‑二苯胍。

[0028] 本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的双组份聚硫密封胶的应用方法，所述双组份聚硫密封胶的应用方法包括如下步骤：

[0029] 首先，将所述A组分与所述B组分在施工现场，在搅拌釜中混合得到混合体系，该混合体系在经过所述时间间隔后，生成具有触变性的可供拼接密封用的膏状胶；

[0030] 其次，将前述配制的膏状胶施加于建筑拼接缝的密封。

[0031] 本发明中，所述搅拌釜可以是各种常规带搅拌机构的搅拌釜，无需采用昂贵的行星搅拌装置。

[0032] 本发明中，采用含有活性亚甲基的式(1)化合物封端异氰酸酯，使得封闭的异氰酸酯基具有较高的稳定性，有利于进一步提高储存稳定性，同时当实际应用而将所述A组分与
所述B组分混合搅拌时，与大气接触的封端异氰酸酯将会发生解离，封闭的异氰酸酯会逐步
释放出具有反应活性的异氰酸酯基，从而与所述B组分中的多元胺发生反应，生成聚脲结构
的抗流挂剂，在经过至少3‑20min的时间间隔后可形成具有抗流挂作用的可供拼接密封用
的膏状胶；具体地，在此过程中，各组分混合的前期，液态状的混合体系具有极佳的流动性
能，通过电动搅拌设备就能保障整个体系混合的更均匀，其中封端异氰酸酯、多元胺得以均
匀分散在混合体系的各个位置，在混合搅拌的过程中封端异氰酸酯化合物逐渐解离出异氰
酸酯基，使得在混合体系的各个位置均能够发生反应并形成聚脲结构的抗流挂剂，避免了
现有技术中直接添加抗流挂剂或触变剂带来的不易或无法混匀的缺陷，有利于提升聚硫密
封胶的力学性能和使用寿命等，而且还避免了采用较昂贵的行星搅拌装置等设备，可方便
现场施工。

[0033] 由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

[0034] 本发明的双组份聚硫密封胶，储存稳定性好，且采用常规的搅拌装置即能实现搅拌均匀，避免现有技术中采用常规的搅拌装置不易或无法混匀的问题，有利于提升聚硫密
封胶的力学性能和使用寿命等，适于现场施工，能够控制形成可供拼接密封用的膏状胶的
时间间隔，进而适用于不同环境下的建筑拼接缝拼接密封。

具体实施方式

[0035] 以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明；应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制；实施例中采用
的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条
件。

[0036] 下述中，如无特殊说明，所有的原料基本来自于商购或者通过本领域的常规方法制备而得。

[0037] 液体聚硫橡胶G44购自阿克苏诺贝尔硫胶公司，液体聚硫橡胶LP‑33购自日本东丽公司；下述实施例中采用的式 (1)化合物的结构具体如下：

[0038] 实施例1封端异氰酸酯的制备

[0039] 称取式(1a)化合物(1.01mol)、2,4‑甲苯二异氰酸酯(0.5mol)，混合，在35℃下反应，制得式(2a)所示的封端异氰酸酯。

[0040]

[0041] 实施例2封端异氰酸酯的制备

[0042] 称取式(1b)化合物(1.01mol)、异佛尔酮二异氰酸酯(0.5mol)，混合，在40℃下反应，制得式(2b)所示的封端异氰酸酯。

[0043]

[0044] 实施例3封端异氰酸酯的制备

[0045] 称取式(1c)化合物(1.01mol)、六亚甲基二异氰酸酯(0.5mol)，混合，在40℃下反应，制得式(2c)所示的封端异氰酸酯。

[0046]

[0047] 实施例4封端异氰酸酯的制备

[0048] 称取式(1d)化合物(1.01mol)、二苯基甲烷二异氰酸酯(0.5mol)，混合，在30℃下反应，制得式(2d)所示的封端异氰酸酯。

[0049]

[0050] 实施例5‑8

[0051] 下述实施例5‑8分别提供一种双组份聚硫密封胶，以质量份数计，其原料配方包括：A组分100份、B组分10份；具体的成分与用量参见下表1。

[0052] 表1、实施例5‑8所示双组份聚硫密封胶的配方用量

[0053]

[0054] 将上述实施例5‑8所示的双组份聚硫密封胶应用于建筑拼接缝的拼接密封，具体操作方式如下：

[0055] 首先，将各个实施例中所述A组分与所述B组分直接在施工现场，在常用的搅拌釜中混合得到混合体系，该混合体系在一定时间间隔内始终呈液态，易搅拌流动，而在此之
后，混合体系的黏度急剧上升，逐渐呈膏状体，形成了具有抗流挂可供拼接密封用的膏状
胶；

[0056] 其次，将前述配制的膏状胶施加于建筑拼接缝密封。

[0057] 测得上述混合搅拌过程中各个实施例的时间间隔如表2所示。

[0058] 表2

[0059]   实施例5 实施例6 实施例7 实施例8时间间隔(min) 7 13 10 3.5

[0060] 由上述实施例可以得知：本发明特定的双组份聚硫密封胶，在各组分混合的前期，混合体系具有极佳的流动性能，其中封端异氰酸酯、多元胺得以均匀分散在混合体系的各
个位置，在混合搅拌的过程中封端异氰酸酯逐渐解离出异氰酸酯基，使得在混合体系的各
个位置均能够发生反应并形成聚脲结构的抗流挂剂，进而使得聚脲结构的抗流挂剂在整个
体系中分散性极佳，避免了现有技术中直接添加抗流挂剂(触变剂)带来的生产和施工难
度。时间间隔的存在使得施工人员具有足够的时间将整个体系使用常规搅拌釜混合的更均
匀，有利于提升聚硫密封胶的力学性能和使用寿命等，而且还避免了采用较昂贵的行星搅
拌装置等设备，可方便现场施工。

[0061] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明
精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。