CN100338165C - 一种反光材料专用粘合剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种反光材料专用粘合剂，其特点是将聚酯多元醇、溶剂、异氰酸酯、偶联剂、催化剂和耐老剂原料制得A组分，异氰酸酯、低分子多元醇和溶剂为原料制得B组分，然后将A组分和B组分以一定比例混合即得到所需粘合剂。本发明的粘合剂具有优良的粘合性能和耐老性能，对反光材料和基材之间有很强的粘合力，使用中受风吹雨淋不老化脱落，制成的反光胶膜，在太阳直接照射下，一年不发生黄变现象，而且成本低，使用工艺简便。

Description

一种反光材料专用粘合剂及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子粘合剂技术领域，更具体地说，是一种反光材料专用的粘合剂。

背景技术

交通标志在交通管理和交通安全中起着重要作用。交通标志种类繁多，但过去大都是用普通油漆喷涂牌面，夜间显示效果较差，难以有效的防止交通事故。现在，国外交通标志牌面已普遍使用了定向反光材料。这种标志借助于汽车灯光照射，使驾驶员在数百米之外就可看清牌面上的图案，大大有利于安全行车。此外，反光警服、反光隔离带、反光路标、反光标线、反光车号牌等设施也正在推广使用。

反光材料与标志牌版面的粘结，是生产工艺中很关键的一环。就国产反光材料而言，直接粘结的技术问题还没有过关(需要90℃的恒定高温，压平粘贴)，而且在使用中受风吹雨淋老化较快，很容易脱落，两年左右将发生严重褪色，以至失效。目前进口反光材料开始在道路标志上使用，已经被采用的有日本、美国生产的定向反光膜，可直接在标志牌版面上粘贴，不需要加温处理，工艺简单，牢固性好，使用寿命可达5年以上。

专利号CN95196332.5为美国3M公司发明的含聚醚聚氨酯的反光材料专用粘合剂，其优点是制品柔软，耐水洗性好。但聚醚型聚氨酯制成的粘合剂普遍存在初粘力差，加之其多用芳香族的异氰酸酯，导致产品在日晒条件下容易发生黄变。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术的缺点，提供一种对反光材料与基材之间具有很强粘合力的聚氨酯粘合剂及其制备方法。

本发明粘合剂含有A组份和B组份，它们之间的重量比为A∶B＝20∶3，其中：

(1)A组份的成分及其重量百分含量：聚酯多元醇30-50％、溶剂40-60％、异氰酸酯5-15％、偶联剂0.1-1％、催化剂0.02-0.06％、耐老剂0.02-0.06％。

所述的聚酯多元醇包括聚间苯二甲酸乙二醇-新戊二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇、聚己二酸1，2-丙二醇-癸二酸1，4-丁二醇酯二醇在内的任一种。

所述的溶剂包括丙酮、丁酮、甲苯在内的任一种。

所述的异氰酸酯包括对苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)在内的任一种脂肪族二异氰酸酯。

所述的催化剂包括三乙胺、三乙烯二胺、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡在内的任一种胺类或锡类化合物。

所述的偶联剂包括γ-(环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)、γ-巯丙基三乙氧基硅烷(KH590)、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH570)、乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)在内的任一种有机硅化物。

所述的耐老剂包括四[β(3，5-二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV531)、2-(2’-羟基-3’，5’-双(α，α-二甲基苄基)苯基)苯骈三唑(UV234)在内的任一种。

(2)B组份的成分及其重量百分含量：

异氰酸酯40-60％、低分子多元醇10-30％、溶剂25-40％。

所述的异氰酸酯包括对苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)在内的任一种。

所述的低分子多元醇包括三羟甲基丙烷、蓖麻油、一缩二乙二醇、1，3-丙二醇在内的任一种。

所述的溶剂包括丙酮、甲苯、甲乙酮、乙酸乙酯在内的任一种。

本发明粘合剂的制备方法，包括以下过程：

(1)制备A组份：将聚酯多元醇、溶剂、异氰酸酯按比例混合并升温至75-85℃，反应1-2小时，降至60-70℃后再加入催化剂，升温至75-85℃，继续反应1-2小时，降至室温，测得粘度为2500-5000mpa.s、固含量为53-57％时，加入偶联剂和耐老剂，搅拌混合30-40分钟，得A组份；

(2)制备B组份：将异氰酸酯和溶剂混合并加热至40-45℃混合均匀后再加入低分子多元醇，加热至70-80℃，反应2-3小时，降至室温，测得粘度为1500-2500mpa.s，固含量为68-72％，即得B组份；

(3)制备粘合剂：将步骤(1)制得的A组份和步骤(2)制得的B组份的重量比为20∶3的量混合，搅拌均匀即得所需的粘合剂。

本发明的粘合剂的使用方法：

(1)首先将反光玻璃微珠在120℃条件下压合在聚乙烯薄膜上，并在嵌玻璃微珠面喷涂镀铝层，厚度为1-3μm；

(2)然后将粘合剂均匀涂覆反光基材上，其厚度为10-20μm，在80-100℃下烘箱充分干燥；

(3)将压有玻璃微珠面的聚乙烯薄膜与涂有粘合剂的反光基材压合，在60-80℃条件下熟化24小时，揭下聚乙烯薄膜即可。

所述的反光基材尼龙、涤纶、橡胶、皮革在内的任一种。

本发明的优点和效果：

本发明反光材料专用粘合剂为反应型双组分聚氨酯粘合剂，具有优良的粘合性能和耐老化性能，胶体呈淡黄色透明液体。对反光材料如玻璃微珠和基材之间有优异的初粘力，制成的成品可耐60℃和90℃水洗10小时以上，在使用中受风吹雨淋不老化不脱落。制成的反光胶膜，在太阳直接照射下，一年内不发生黄变现象。用于反光警服上，柔软耐高温水洗，反光效果极佳。实践证明，该产品不但弥补了国产反光材料用粘合剂的欠缺，而且对比进口粘合剂具有成本低、使用简便的优势。从很大程度上解决了国内高档反光材料粘合剂依赖进口的问题，填补了国内空白。

具体实施方式

下面用具体实例进一步说明书本发明的特点。

实例1

选用下列成分及其重量百分比分别制成A组分和B组分，然后制成粘合剂。

A组分的原料及其配比：

原料	配比
		聚间苯二甲酸乙二醇-新戊二醇酯二醇异佛尔酮二异氰酸酯乙酸乙酯γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)辛酸亚锡2-(2’-羟基-3’，5’-双(α，α-二甲基苄基)苯基)苯骈三唑(UV234)	35％9％55％0.99％0.06％0.04％

A组份制备工艺：

按比例在反应釜中加入聚间苯二甲酸乙二醇-新戊二醇酯二醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、乙酸乙酯，升温至80±5℃反应1小时，降温至60℃，加入辛酸亚锡，自然升温至75℃继续反应1小时，降至室温取样测试粘度为4500mPa.s，固含量55％，然后加入KH560和UV234，搅拌混合30min即得A组份；

B组分的原料及其配比：

原料	配比
		异佛尔酮二异氰酸酯三羟甲基丙烷乙酸乙酯	55％10％35％

B组份制备工艺：

反应釜中首先加入乙酸乙酯和异佛尔酮二异氰酸酯，搅拌下加热至45℃，混合均匀后，慢慢加入三羟甲基丙烷，在70±5℃反应3小时，降至室温，取样测试粘度为2500mPa·s，固含量为70.5％。

最后将A组分、B组分按20∶3混合，搅拌均匀，即得到所需的粘合剂。

实例2

选用下列成分及其重量百分比分别制成A组分和B组分，然后制成粘合剂。

A组分的原料及其配比：

原料	配比
		聚己二酸新戊二醇-1，6己二醇酯二醇对苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)丙酮乙烯基三叔丁基过氧化硅烷(KH590)三乙胺2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV531)	32％15％52％0.98％0.01％0.01％

A组份制备工艺：

按比例在反应釜中加入聚己二酸新戊二醇-1，6己二醇酯二醇、XDI、丙酮，升温至80±5℃反应1小时。降温至60℃，加入三乙胺，自然升温至75℃继续反应1小时。降温取样测试粘度为4000mPa·s，固含在53％，合格后加入KH590和UV531，搅拌混合30min。

B组分的原料及其配比：

原料	配比
		对苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)三羟甲基丙烷乙酸乙酯	52％12％36％

B组份制备工艺：

反应釜中首先加入乙酸乙酯和XDI，搅拌下加热至45℃，混合均匀后，慢慢加入三羟甲基丙烷，在70±5℃反应3小时。降温取样测试粘度为2000mPa·s，固含量为70.9％。

最后将A组分、B组分按20∶3混合，搅拌均匀，即得所需的粘合剂。

实例3

本实例为应用实例。

将实例1，2的产品应用于安全反光背心。具体使用方法：

首先将玻璃微珠在120℃条件下压合在聚乙烯薄膜上，并喷涂镀铝层，厚度为2μm；

然后在安全反光背心指定部位涂布本粘合剂，涂布厚度为15μm，在80℃条件下彻底烘干溶剂；

最后将压有镀铝玻璃微珠的聚乙烯膜与反光警服贴合，在65℃条件下熟化24小时，揭下聚乙烯膜。

使用效果：

1.洗涤试验：

洗涤试验为测试反光制品织物最基本的评价其耐洗涤性的试验方法。洗涤-脱水为一个循环。使用海尔AB3636TX全自动滚筒洗衣机。洗涤冲洗时水温为25℃，热漂洗阶段换成水温为80℃水进行漂洗，冷漂洗阶段水温为16℃。洗涤剂用量50g，产品牌号为雕牌普通洗衣粉。洗涤操作部分参照专利号为CN95196332.5的内容，操作时间见下表：

操作	时间(分钟)
		洗涤	15
冲洗	20
		热漂洗	5
冷漂洗	5
		甩干	7

2.反光度试验：

参照3M公司专利号为95196332.5以ASTME810-93b标准试验方法测定反光系数R_A(以每平方米多少堪表示)。在ASTME810-93b中式样的入射角为-4°，观察角为0.2°，结果见下表：

实验次数	初始RA	30次循环洗涤后RA	保留的RA(％)
				1	622	380	61.1
2	570	268	47.0

3.日晒黄变试验：

将制成粘合剂涂覆于聚酯薄膜表面，放置于日光下暴晒，观察其胶膜变化，

结果见下表：

实验次数	放置时间	黄变程度
			1	3个月	无
6个月	无
		1年		无
2	3个月				无
		6个月	无
	1年			无

从测试结果看，该发明产品具有良好的耐洗涤性，并具有优秀的户外日晒耐黄变的性能。

Claims (3)

1、一种反光材料专用粘合剂，其特征在于是由A组份与B组份重量比为20∶3混合而成，其中：

(1)A组份的成分及其重量百分含量如下：

聚酯多元醇30-50％、溶剂40-60％、异氰酸酯5-15％、催化剂0.02-0.06％、偶联剂0.1-1％、耐老剂0.02-0.06％；

(2)B组份的成分及其重量百分含量如下：

异氰酸酯40-60％、低分子多元醇10-30％、溶剂25-40％，

A组份中所述的聚酯多元醇为聚间苯二甲酸乙二醇-新戊二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇或聚己二酸-1，2-丙二醇-癸二酸-1，4-丁二醇酯二醇，所述的溶剂为包括丙酮、丁酮、甲苯在内的任一种有机溶剂、所述异氰酸酯为对苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯，所述的偶联剂为γ-(环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷，所述的催化剂包括三乙胺、三乙烯二胺、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡在内的任一种胺类或锡类化合物，所述耐老剂包括四[β(3，5-二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸]季戊四醇酯，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3’，5’-双(α，α-二甲基苄基)苯基)苯骈三唑在内的任一种；

B组份中所述的异氰酸酯为苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯，所述的溶剂包括丙酮、甲苯、甲乙酮、乙酸乙酯在内的任一种。

2、权利要求1所述的反光材料专用粘合剂的制备方法，其特征在于由下述步骤制得：

(1)制备A组份：将聚酯多元醇、溶剂、异氰酸酯按比例混合并升温至75-85℃，反应1-2小时，降至60-70℃后再加入催化剂，升温至75-85℃，继续反应1-2小时，降至室温，测得粘度为2500-5000mpa.s、固含量为53-57％时，加入偶联剂和耐老剂，搅拌混合30-40分钟，得A组份；

(2)制备B组份：将异氰酸酯和溶剂混合并加热至40-45℃混合均匀后再加入低分子多元醇，加热至70-80℃，反应2-3小时，降至室温，测得粘度为1500-2500mpa.s，固含量为68-72％，即得B组份；

(3)制备粘合剂：将A组份和B组份按重量比为20∶3的量混合，搅拌均匀即得所需的粘合剂。

3、权利要求1所述的反光材料专用粘合剂的使用方法，其特征在于：

(1)首先将反光玻璃微珠在120-140℃条件下压合在聚乙烯薄膜上，并在嵌玻璃微珠面喷涂镀铝层，厚度为1-3μm；

(2)然后将粘合剂均匀涂覆反光基材上，其厚度为10-20μm，在80-100℃下烘箱充分干燥；

(3)将压有玻璃微珠面的聚乙烯薄膜与涂有粘合剂的反光基材压合，在60-80℃条件下熟化24小时以上，揭下聚乙烯薄膜即可，所述的反光基材包括尼龙、涤纶、橡胶、皮革在内的任一种。