一种汽车点焊胶黏剂的制备方法

技术领域

本发明涉及点焊胶黏剂制备工艺，更具体地说，尤其涉及一种汽车点焊胶黏剂的制备方法。

背景技术

点焊，是指焊接时利用柱状电极，在两块搭接工件接触面之间形成焊点的焊接方法，点焊时，先加压使工件紧密接触，随后接通电流，在电阻热的作用下工件接触处熔化，冷却后形成焊点，在汽车生产中的运用十分广泛，用于胶接点焊工艺胶粘剂是用环氧树脂、聚硫橡胶等配合制成，具有联接强度高、密封性好、应力分布均匀、耐疲劳性好、结构重量轻、可以进行阳极氧化、生产率高等优点，可用于铝、铝合金等金属材料和玻璃钢的胶接点焊，也可用于金属材料的结构粘合和灌封等，点焊密封胶以橡胶为基材的无溶剂反应型胶粘剂，在室温下具有高粘性，加热固化后变成橡胶弹性体，具有优秀的密封和防水泄漏性能，在室温下用泵通过高压输送，对油性钢板也有良好的粘结力，并且抗流挂性好，固化温度从140℃到210℃，固化后的产品具有柔韧性，在振动时也具有良好的密封性，并且在低温条件下不易被剥离，点焊密封胶主要用于前围、侧围、地板等处，主要作用是防止水和气从地板以下或发动机舱渗透到驾驶室内，点焊密封胶是预先涂布在钢板焊接的搭接部位，点焊后填实缝隙，保证密封，防止锈蚀，对于那些装配后被遮蔽而难以涂布焊缝密封胶的部位，点焊密封胶更是不可缺少，点焊密封胶几乎可以用于车身所有的焊缝处，尤其适用于焊装之后被零件遮蔽的或不宜涂布焊缝密封胶的竖立缝隙，也可以与焊缝密封胶并用，以密封容易被锈蚀或质量要求高的缝隙，点焊密封胶在轿车、大客车和旅行车的生产中也有着十分广泛的应用，国外一些汽车制造商，如欧宝汽车公司采用高黏度热熔型橡胶基点焊密封胶来密封焊缝，通用汽车公司生产的赛欧车的油箱孔处的密封是使用一种称为预成型密封胶带的点焊密封材料，国内的大型汽车制造，像天津汽车股份有限公司生产的夏利轿车的底板与侧围结合部位使用的橡胶基点焊密封胶，属低膨胀型，沈阳沈飞客车公司生产的沈飞脾大客车在顶盖、侧围等钢板结合缝隙处涂布点焊密封胶，使整车的密封性和防锈蚀性能显著提高，此外，点焊密封胶还适用于不具备电泳涂装工艺设备的中、小规模的汽车制造厂，在焊缝中涂布点焊密封胶可以弥补涂装工艺的缺陷，提高车体的抗腐蚀能力。

传统的汽车点焊胶黏剂在使用时存在以下缺点1、点焊胶黏剂的制备过程中，聚醚多元醇是重要的原料之一，对于点焊胶黏剂的品质质量有着重大的影响，传统的点焊胶黏剂在生产过程中一般采用普通的聚醚多元醇，生产出来的胶黏剂稳定性一般，耐热阻燃性较差，阻燃性能不够持久，在进行焊接作业过程中使用时，极易影响点焊工艺焊接处的焊接质量，胶黏剂用的聚醚树脂没有去掉聚合时残留下来的碱性催化剂，它们能催化异氰酸酯二聚，影响胶黏剂的质量，使得胶黏剂的耐水性、抗冲击性和低温性较差，现有点焊胶黏剂品质受制于原材料配方和生产工艺的限制，具有很大的提升空间，尤其在点焊胶黏剂的阻燃性能和整体结构强度以及胶黏剂的耐候性方面还可以进行进一步的提升，为此，我们提出一种汽车点焊胶黏剂的制备方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种汽车点焊胶黏剂的制备方法，工艺成熟，选用甲苯二胺为主要原材料，是一种多元胺起始剂，引入适量的甘油结构，它能使生成的聚氨酯材料具有较好的尺寸稳定性，耐热、耐燃，三氯氧磷和五氧化二锑两种阻燃分子通过化学反应进入聚合物分子链，与普通低分子多元醇反应，再与氧化丙烯和氧化乙烯进行开环聚合，可以提升制品的阻燃性能和阻燃持久性，使得胶黏剂的阻燃性能更加优异，避免点焊工艺的影响，在制备生产过程中加入适量磷酸作为酸性化合物，磷酸可以去掉聚合时残留下来的碱性催化剂，避免它们催化多异氰酸酯二聚影响胶黏剂的质量，通过酸性化合物的中和，使聚醚呈微弱酸性，不影响聚氨酯的反应，同时使得生产出来的胶黏剂具有良好的耐水性，抗冲击性和低温性，采用适量山梨醇作为扩链剂加入至胶黏剂的制备中，能与线型聚合物链上的官能团反应而使分子链扩展、分子量增大的物质，容易与羧基、羟基和氨基等反应的官能团,能直接与低分子质量齐聚物反应，在两聚合物链间形成架桥，显著增加分子质量，提高体系的粘度，降低端羧基含量，提高产品的力学性能和工艺性能，马来酸酐接枝作为大分子偶联剂加入原料制备中，通过引入强极性反应性基团，使材料具有高的极性和反应性，能大大提高复合材料的相容性和填料的分散性，从而提高复合材料机械强度，同时可以提高产品的拉伸、冲击强度，实现高填充，减少树脂用量，改善加工流变性，抗氧剂的加入可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命，提高点焊胶黏剂的使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种汽车点焊胶黏剂的制备方法，包括下列重量份的原料：甲苯二胺50-60份，甘油15-21份，三氯氧磷5-9份，五氧化二锑5-9份，氧化丙烯10-12份，氧化乙烯10-12份，磷酸5-7份，一缩二乙二醇3-5份，多异氰酸酯10-16份，山梨醇0.5-0.7份，马来酸酐接枝0.2-0.4份，异戊橡胶20-28份和抗氧剂1-3份。

优选的，包括如下步骤：

S1、基料预制：选用甲苯二胺55份，甘油18投入反应釜中，加热升温至80-100℃后进行混合反应，一次混合后除去反应釜内部的溶剂，随后再加入三氯氧磷7份和五氧化二锑7份，投入反应釜内部进行二次混合；

S2、基料聚合：二次混合完成后向反应釜内部加入氧化丙烯11份和氧化乙烯11份，调整反应釜内部压力和温度，进行开环聚合，直至达到一定的分子量；

S3、基料中和：负压状态下，将基料转入中和釜，添加磷酸6份，用酸性物质对基料进行中和，中和完成然后经过滤、精制、加入稳定剂得到基料；

S4、胶黏剂预制：将基料脱水后在搅拌条件下加入多异氰酸酯13份，缓慢进行升温并搅拌，达到合适温度后进行保温即得到预聚体；

S5、胶黏剂制备：将预聚体投入反应釜内部，升温至80-90℃，加入山梨醇0.6份混合均匀，随后迅速升温至150℃，加入马来酸酐接枝0.3份并迅速搅拌至完全溶解混合，在反应釜内部加入异戊橡胶24份和抗氧剂2份，混合搅拌至完全溶解；

S6、胶黏剂灌装：将制备完成的胶黏剂进行保温，随后加压，并在高温环境下对胶黏剂进行出料灌装，完成胶黏剂的生产。

优选的，反应釜选用不锈钢反应釜，加热方式采用蒸汽加热。

优选的，基料预制过程中一次混合时搅拌速率为300-400r/min，搅拌时间为0.2-0.6h。

优选的，基料预制过程中二次混合时搅拌速率为380-420r/min，搅拌时间为1-2h。

优选的，基料聚合过程中调整反应釜压力至0.07-0.35MPa，温度为90-120℃。

优选的，基料中和过程中添加的稳定剂材质为有机锑。

优选的，胶黏剂预制过程中基料脱水后水分质量分数小于0.03％，搅拌速率为80-120r/min，温度为80-90℃。

优选的，胶黏剂制备过程中反应釜搅拌速率为600-800r/min。

优选的，胶黏剂灌装时保温温度为80-90℃，内部加压至0.2-0.3MPa。

本发明的技术效果和优点：

本发明工艺成熟，选用甲苯二胺为主要原材料，是一种多元胺起始剂，引入适量的甘油结构，它能使生成的聚氨酯材料具有较好的尺寸稳定性，耐热、耐燃，三氯氧磷和五氧化二锑两种阻燃分子通过化学反应进入聚合物分子链，与普通低分子多元醇反应，再与氧化丙烯和氧化乙烯进行开环聚合，可以提升制品的阻燃性能和阻燃持久性，使得胶黏剂的阻燃性能更加优异，避免点焊工艺的影响，在制备生产过程中加入适量磷酸作为酸性化合物，磷酸可以去掉聚合时残留下来的碱性催化剂，避免它们催化多异氰酸酯二聚影响胶黏剂的质量，通过酸性化合物的中和，使聚醚呈微弱酸性，不影响聚氨酯的反应，同时使得生产出来的胶黏剂具有良好的耐水性，抗冲击性和低温性，采用适量山梨醇作为扩链剂加入至胶黏剂的制备中，能与线型聚合物链上的官能团反应而使分子链扩展、分子量增大的物质，容易与羧基、羟基和氨基等反应的官能团,能直接与低分子质量齐聚物反应，在两聚合物链间形成架桥，显著增加分子质量，提高体系的粘度，降低端羧基含量，提高产品的力学性能和工艺性能，马来酸酐接枝作为大分子偶联剂加入原料制备中，通过引入强极性反应性基团，使材料具有高的极性和反应性，能大大提高复合材料的相容性和填料的分散性，从而提高复合材料机械强度，同时可以提高产品的拉伸、冲击强度，实现高填充，减少树脂用量，改善加工流变性，抗氧剂的加入可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命，提高点焊胶黏剂的使用寿命。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种汽车点焊胶黏剂的制备方法，包括下列重量份的原料：甲苯二胺55份，甘油18份，三氯氧磷7份，五氧化二锑7份，氧化丙烯11份，氧化乙烯11份，磷酸6份，一缩二乙二醇4份，多异氰酸酯13份，山梨醇0.6份，马来酸酐接枝0.3份，异戊橡胶24份和抗氧剂2份。

优选的，包括如下步骤：

S1、基料预制：选用甲苯二胺55份，甘油18投入反应釜中，加热升温至90℃后进行混合反应，一次混合后除去反应釜内部的溶剂，随后再加入三氯氧磷7份和五氧化二锑7份，投入反应釜内部进行二次混合；

S2、基料聚合：二次混合完成后向反应釜内部加入氧化丙烯11份和氧化乙烯11份，调整反应釜内部压力和温度，进行开环聚合，直至达到一定的分子量；

S3、基料中和：负压状态下，将基料转入中和釜，添加磷酸6份，用酸性物质对基料进行中和，中和完成然后经过滤、精制、加入稳定剂得到基料；

S4、胶黏剂预制：将基料脱水后在搅拌条件下加入多异氰酸酯13份，缓慢进行升温并搅拌，达到合适温度后进行保温即得到预聚体；

S5、胶黏剂制备：将预聚体投入反应釜内部，升温至85℃，加入山梨醇0.6份混合均匀，随后迅速升温至150℃，加入马来酸酐接枝0.3份并迅速搅拌至完全溶解混合，在反应釜内部加入异戊橡胶24份和抗氧剂2份，混合搅拌至完全溶解；

S6、胶黏剂灌装：将制备完成的胶黏剂进行保温，随后加压，并在高温环境下对胶黏剂进行出料灌装，完成胶黏剂的生产。

优选的，反应釜选用不锈钢反应釜，加热方式采用蒸汽加热。

优选的，基料预制过程中一次混合时搅拌速率为350r/min，搅拌时间为0.4h。

优选的，基料预制过程中二次混合时搅拌速率为400r/min，搅拌时间为1.5h。

优选的，基料聚合过程中调整反应釜压力至0.21MPa，温度为105℃。

优选的，基料中和过程中添加的稳定剂材质为有机锑。

优选的，胶黏剂预制过程中基料脱水后水分质量分数小于0.03％，搅拌速率为100r/min，温度为85℃。

优选的，胶黏剂制备过程中反应釜搅拌速率为700r/min。

优选的，胶黏剂灌装时保温温度为85℃，内部加压至0.25MPa。

实施例2

一种汽车点焊胶黏剂的制备方法，包括下列重量份的原料：甲苯二胺50份，甘油15份，三氯氧磷5份，五氧化二锑5份，氧化丙烯10份，氧化乙烯10份，磷酸5份，一缩二乙二醇3份，多异氰酸酯10份，山梨醇0.5份，马来酸酐接枝0.2份，异戊橡胶20份和抗氧剂1份。

优选的，包括如下步骤：

S1、基料预制：选用甲苯二胺50份，甘油15投入反应釜中，加热升温至80℃后进行混合反应，一次混合后除去反应釜内部的溶剂，随后再加入三氯氧磷5份和五氧化二锑5份，投入反应釜内部进行二次混合；

S2、基料聚合：二次混合完成后向反应釜内部加入氧化丙烯10份和氧化乙烯10份，调整反应釜内部压力和温度，进行开环聚合，直至达到一定的分子量；

S3、基料中和：负压状态下，将基料转入中和釜，添加磷酸5份，用酸性物质对基料进行中和，中和完成然后经过滤、精制、加入稳定剂得到基料；

S4、胶黏剂预制：将基料脱水后在搅拌条件下加入多异氰酸酯10份，缓慢进行升温并搅拌，达到合适温度后进行保温即得到预聚体；

S5、胶黏剂制备：将预聚体投入反应釜内部，升温至85℃，加入山梨醇0.5份混合均匀，随后迅速升温至150℃，加入马来酸酐接枝0.2份并迅速搅拌至完全溶解混合，在反应釜内部加入异戊橡胶20份和抗氧剂1份，混合搅拌至完全溶解；

S6、胶黏剂灌装：将制备完成的胶黏剂进行保温，随后加压，并在高温环境下对胶黏剂进行出料灌装，完成胶黏剂的生产。

优选的，反应釜选用不锈钢反应釜，加热方式采用蒸汽加热。

优选的，基料预制过程中一次混合时搅拌速率为300r/min，搅拌时间为0.2h。

优选的，基料预制过程中二次混合时搅拌速率为380r/min，搅拌时间为1h。

优选的，基料聚合过程中调整反应釜压力至0.07MPa，温度为90℃。

优选的，基料中和过程中添加的稳定剂材质为有机锑。

优选的，胶黏剂预制过程中基料脱水后水分质量分数小于0.03％，搅拌速率为80r/min，温度为80℃。

优选的，胶黏剂制备过程中反应釜搅拌速率为600r/min。

优选的，胶黏剂灌装时保温温度为80℃，内部加压至0.2MPa。

实施例3

一种汽车点焊胶黏剂的制备方法，包括下列重量份的原料：甲苯二胺60份，甘油21份，三氯氧磷9份，五氧化二锑9份，氧化丙烯12份，氧化乙烯12份，磷酸7份，一缩二乙二醇5份，多异氰酸酯16份，山梨醇0.7份，马来酸酐接枝0.4份，异戊橡胶28份和抗氧剂3份。

优选的，包括如下步骤：

S1、基料预制：选用甲苯二胺60份，甘油21投入反应釜中，加热升温至100℃后进行混合反应，一次混合后除去反应釜内部的溶剂，随后再加入三氯氧磷9份和五氧化二锑9份，投入反应釜内部进行二次混合；

S2、基料聚合：二次混合完成后向反应釜内部加入氧化丙烯12份和氧化乙烯12份，调整反应釜内部压力和温度，进行开环聚合，直至达到一定的分子量；

S3、基料中和：负压状态下，将基料转入中和釜，添加磷酸7份，用酸性物质对基料进行中和，中和完成然后经过滤、精制、加入稳定剂得到基料；

S4、胶黏剂预制：将基料脱水后在搅拌条件下加入多异氰酸酯16份，缓慢进行升温并搅拌，达到合适温度后进行保温即得到预聚体；

S5、胶黏剂制备：将预聚体投入反应釜内部，升温至90℃，加入山梨醇0.7份混合均匀，随后迅速升温至150℃，加入马来酸酐接枝0.4份并迅速搅拌至完全溶解混合，在反应釜内部加入异戊橡胶28份和抗氧剂3份，混合搅拌至完全溶解；

S6、胶黏剂灌装：将制备完成的胶黏剂进行保温，随后加压，并在高温环境下对胶黏剂进行出料灌装，完成胶黏剂的生产。

优选的，反应釜选用不锈钢反应釜，加热方式采用蒸汽加热。

优选的，基料预制过程中一次混合时搅拌速率为400r/min，搅拌时间为0.6h。

优选的，基料预制过程中二次混合时搅拌速率为380-420r/min，搅拌时间为1-2h。

优选的，基料聚合过程中调整反应釜压力至0.35MPa，温度为120℃。

优选的，基料中和过程中添加的稳定剂材质为有机锑。

优选的，胶黏剂预制过程中基料脱水后水分质量分数小于0.03％，搅拌速率为120r/min，温度为90℃。

优选的，胶黏剂制备过程中反应釜搅拌速率为800r/min。

优选的，胶黏剂灌装时保温温度为90℃，内部加压至0.3MPa。

综上所述：本发明提供的一种汽车点焊胶黏剂的制备方法，与其它制备工艺相比，具备以下优点：工艺成熟，选用甲苯二胺为主要原材料，是一种多元胺起始剂，引入适量的甘油结构，它能使生成的聚氨酯材料具有较好的尺寸稳定性，耐热、耐燃，三氯氧磷和五氧化二锑两种阻燃分子通过化学反应进入聚合物分子链，与普通低分子多元醇反应，再与氧化丙烯和氧化乙烯进行开环聚合，可以提升制品的阻燃性能和阻燃持久性，使得胶黏剂的阻燃性能更加优异，避免点焊工艺的影响，在制备生产过程中加入适量磷酸作为酸性化合物，磷酸可以去掉聚合时残留下来的碱性催化剂，避免它们催化多异氰酸酯二聚影响胶黏剂的质量，通过酸性化合物的中和，使聚醚呈微弱酸性，不影响聚氨酯的反应，同时使得生产出来的胶黏剂具有良好的耐水性，抗冲击性和低温性，采用适量山梨醇作为扩链剂加入至胶黏剂的制备中，能与线型聚合物链上的官能团反应而使分子链扩展、分子量增大的物质，容易与羧基、羟基和氨基等反应的官能团,能直接与低分子质量齐聚物反应，在两聚合物链间形成架桥，显著增加分子质量，提高体系的粘度，降低端羧基含量，提高产品的力学性能和工艺性能，马来酸酐接枝作为大分子偶联剂加入原料制备中，通过引入强极性反应性基团，使材料具有高的极性和反应性，能大大提高复合材料的相容性和填料的分散性，从而提高复合材料机械强度，同时可以提高产品的拉伸、冲击强度，实现高填充，减少树脂用量，改善加工流变性，抗氧剂的加入可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命，提高点焊胶黏剂的使用寿命。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。