CN101885956A - 一种复合布粘合架桥剂和制备方法 - Google Patents

一种复合布粘合架桥剂和制备方法 Download PDF

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Abstract

一种复合布粘合架桥剂,包括以下原料制成,按重量份数计:二苯甲烷二异氰酸酯50-60份;三羟甲基丙烷8-10份;聚醚多元醇10-12份;溶剂20-30份;安定剂0.1-0.5份。其制备方法,包括以下步骤:先投反应釜的子槽,加入部分醋酸乙酯,启动搅拌马达;从反应釜的子槽入口投入三羟甲基丙烷,升温溶解,60℃-65℃保温1小时;从反应釜的母槽入口加入二苯甲烷二异氰酸酯,开动搅拌,再加入溶剂,聚醚多元醇,安定剂;三羟甲基丙烷溶解之后开始滴定,滴定温度控制在55℃-65℃之间;滴定完毕控制反应温度为55℃-65℃;保温隔夜泄料。二苯甲烷二异氰酸酯毒性小。利于施工人员的身体健康和保护环境。价格便宜,制得的漆膜比如强度,耐磨性和弹性佳。干燥时间短,粘结强度好。

Description

一种复合布粘合架桥剂和制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合布粘合架桥剂和制备方法,具体涉及一种复合布粘合的PU树脂架桥剂,属于粘合剂技术领域。
背景技术
PU(Polyurethane的缩写,中文名为聚氨基甲酸酯简称聚氨酯)树脂架桥剂主要应用于复合布粘合过程中的粘结,通常是以TDI(中文名为甲苯二异氰酸酯)作为二异氰酸酯的原料,这种聚氨酯预聚体的游离TDI含量高,对人体有很大的危害,对环境也造成影响。
所以需要一种可以降低有害成分,使其既能达到提高粘结强度的要求,又能达到对环保的要求架桥剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种本发明的目的就是要提供以二苯甲烷二异氰酸酯为主要原料的一种PU树脂架桥剂,以解决现有技术所存在的诸多不足之处。该发明主要应用于复合布粘合过程中的粘结。
本发明所需要解决的技术问题,可以通过以下技术方案来实现:
作为本发明的第一方面,一种复合布粘合架桥剂,包括以下原料制成,按重量份数计:
二苯甲烷二异氰酸酯          50-60份;
三羟甲基丙烷                8-10份;
聚醚多元醇                  10-12份;
溶剂                        20-30份;
安定剂                      0.1-0.5份;
抗黄变剂                    0.1-0.5份。
进一步优选的配方,一种复合布粘合架桥剂,包括以下原料制成,按重量份数计:
二苯甲烷二异氰酸酯                  57份;
三羟甲基丙烷                        8份;
聚醚多元醇                          10份;
溶剂                                25份;
安定剂                              0.2份;
抗黄变剂                            0.2份。
进一步,所述二苯甲烷二异氰酸酯为2,4’异构体含量为50%的二苯甲烷二异氰酸酯。
进一步,所述溶剂为醋酸乙酯(EAC)或醋酸丁酯(BAC)或甲苯(TO)。
进一步,所述聚醚多元醇为小分子量三官能团的聚醚。
进一步,所述安定剂为草酸或磷酸。
作为本发明的第二方面,一种复合布粘合架桥剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)先投反应釜的子槽(容量为1吨的高位滴定溶解槽,溶解槽为夹套,密闭不锈钢材质),加入部分醋酸乙酯(EAC),启动搅拌马达;
(2)从子槽入口投入三羟甲基丙烷,升温溶解,60℃-65℃保温1小时;
(3)从反应釜的母槽入口加入二苯甲烷二异氰酸酯,开动搅拌,再加入溶剂,聚醚多元醇,安定剂,抗黄变剂,升温到55℃-65℃,反应1小时;
(4)三羟甲基丙烷溶解完全,在上述步骤(3)后完成后滴定,滴定温度控制在55℃-65℃之间;
(5)滴定完毕控制反应温度为55℃-70℃;
(6)保温隔夜泄料。
其中,步骤(3)中所述二苯甲烷二异氰酸酯为2,4’异构体含量为50%的二苯甲烷二异氰酸酯。
其中,步骤(3)中所述溶剂为醋酸乙酯(EAC)或醋酸丁酯(BAC)或甲苯(TO)。
其中,步骤(3)中所述聚醚多元醇为小分子量三官能团的聚醚。
其中,步骤(3)中所述安定剂为草酸或磷酸。
其中,步骤(3)中所述抗黄变剂为立体结构的受阻酚类抗氧化剂。
其中,步骤(6)中所述保温的温度为55℃-65℃。
本发明的有益效果:
1、外观:无色至微黄透明液体;NCO%:13.0±0.5%;固成份:73±2%;粘度:2000±500cps/25℃;色相:Gardner<1。
2、本发明采用二苯甲烷二异氰酸酯MDI为主要原料,二苯甲烷二异氰酸酯毒性小于甲苯二异氰酸酯TDI。不仅保护了生产操作人员,施工人员的身体健康,而且有利于保护环境。
3、本发明通过多官能团小分子聚醚改性,在高分子结构中引入PU软段,增加了MDI苯环上的空间位阻,分子间的作用力增加,使得产品具有更好的柔顺性和优越的低温性能,漆膜的柔韧性提高,使产品具有更好的粘合力。产品的储存稳定性和容忍度大大改善,产品和不同配方不同厂家的聚氨酯二液型树脂都有很好的相容性。
4、MDI的价格相对便宜,采用MDI制得产品的漆膜比如强度,耐磨性和弹性优于采用TDI体系产品。在实际的应用中,用MDI合成的架桥剂使干燥时间明显缩短,利于施工,提高了生产效率,而且架桥剂的添加量可以减少,不需要添加TDI体系中常用的催化剂,减少了重金属污染,后段加工的成本得以下降。
具体实施方式
为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
实施例1
一种复合布粘合架桥剂,包括以下原料制成,按重量份数计:
二苯甲烷二异氰酸酯(MDI-50)      57份;
三羟甲基丙烷(TMP)               8份;
聚醚多元醇                      10份
溶剂                                        25份;
安定剂                                      0.2份;
抗黄变剂                                    0.2份。
二苯甲烷二异氰酸酯为2,4’异构体含量为50%的二苯甲烷二异氰酸酯(MDI-50)。
溶剂为醋酸乙酯(EAC)或醋酸丁酯(BAC)或甲苯(TO)。
安定剂为草酸或磷酸。抗黄变剂为立体结构的受阻酚类抗氧化剂。
一种复合布粘合架桥剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)先投反应釜的容量为1吨的高位滴定溶解槽,(容量为1吨的高位滴定溶解槽,溶解槽为夹套,密闭不锈钢材质)加入部分醋酸乙酯(EAC),启动搅拌马达;
(2)从高位溶解槽入口投入三羟甲基丙烷,升温溶解,60℃-65℃保温1小时;
(3)从反应釜入口加入二苯甲烷二异氰酸酯,开动搅拌,再加入溶剂,聚醚多元醇,安定剂;
(4)三羟甲基丙烷溶解之后开始滴定,滴定温度控制在55℃-65℃之间;
(5)滴定完毕控制反应温度为55℃-70℃
(6)保温隔夜泄料。
其中,步骤(3)中所述二苯甲烷二异氰酸酯为2,4体含量为50%的二苯甲烷二异氰酸酯。
其中,步骤(3)中所述溶剂为醋酸乙酯(EAC)或醋酸丁酯(BAC)或甲苯(TO)。
其中,步骤(3)中所述聚醚多元醇为小分子量三官能团的聚醚。
其中,步骤(3)中所述安定剂为草酸或磷酸。
其中,步骤(3)中所述抗黄变剂为立体结构的受阻酚类抗氧化剂。
其中,步骤(6)中所述保温的温度为55℃-65℃。
本发明制得产品的理化指标:
1、外观:透明;
1、NCO%:13.2%;
2、固成份:74.0%;
3、粘度:2200cps/25℃;
4、色相:Gardner<1。
实施例2
一种复合布粘合架桥剂,包括以下原料制成,按重量份数计:
二苯甲烷二异氰酸酯             56份;
三羟甲基丙烷                   8份;
聚醚多元醇                     12份
溶剂                           25份;
安定剂                         0.2份;
抗黄变剂                       0.2份。
二苯甲烷二异氰酸酯为2,4’异构体含量为50%的二苯甲烷二异氰酸酯(MDI-50)。
溶剂为醋酸乙酯(EAC)或醋酸丁酯(BAC)或甲苯(TO)。
安定剂为草酸或磷酸。抗黄变剂为立体结构的受阻酚类抗氧化剂。
一种复合布粘合架桥剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)先投反应釜的容量为1吨的高位滴定溶解槽,(溶解槽为夹套,密闭不锈钢材质)加入部分醋酸乙酯(EAC),启动搅拌马达;
(2)从子槽入口投入三羟甲基丙烷,升温溶解,60℃-65℃保温1小时;
(3)从反应釜母槽入口加入二苯甲烷二异氰酸酯,开动搅拌,再加入溶剂,聚醚多元醇,安定剂,抗黄变剂,升温到55℃-65℃,反应1小时;
(4)三羟甲基丙烷溶解完全,在上述步骤(3)后完成后滴定,滴定温度控制在60℃-65℃之间;
(5)滴定完毕控制反应温度为55℃-70℃;
(6)保温隔夜泄料。
其中,步骤(3)中所述二苯甲烷二异氰酸酯为2,4体含量为50%的二苯甲烷二异氰酸酯。
其中,步骤(3)中所述溶剂为醋酸乙酯(EAC)或醋酸丁酯(BAC)或甲苯(TO)。
其中,步骤(3)中所述聚醚多元醇为多官能团小分子聚醚。
其中,步骤(3)中所述安定剂为草酸或磷酸。
其中,步骤(3)中所述抗黄变剂为立体结构的受阻酚类抗氧化剂。
其中,步骤(6)中所述保温的温度为55℃-65℃。
本发明制得产品的理化指标:
1、外观:透明;
2、NCO%:12.98%;
3、固成份:74.5%;
4、粘度:2800cps/25℃;
5、色相:Gardner<1。
实施例3
一种复合布粘合架桥剂,包括以下原料制成,按重量份数计:
二苯甲烷二异氰酸酯             58份;
三羟甲基丙烷                   9份;
聚醚多元醇                     9份
溶剂                           25份;
安定剂                         0.2份;
抗黄变剂                       0.2份。
二苯甲烷二异氰酸酯为2,4’异构体含量为50%的二苯甲烷二异氰酸酯(MDI-50)。
溶剂为醋酸乙酯(EAC)或醋酸丁酯(BAC)或甲苯(TO)。
安定剂为草酸或磷酸。抗黄变剂为立体结构的受阻酚类抗氧化剂。
(1)先投反应釜的容量为1吨的高位滴定溶解槽,(溶解槽为夹套,密闭不锈钢材质)加入部分醋酸乙酯(EAC),启动搅拌马达;
(2)从子槽入口投入三羟甲基丙烷,升温溶解,60℃-65℃保温1小时;
(3)从反应釜母槽入口加入二苯甲烷二异氰酸酯,开动搅拌,再加入溶剂,聚醚多元醇,安定剂,抗黄变剂,升温到55℃-65℃,反应1小时;
(4)三羟甲基丙烷溶解完全,在上述步骤(3)后完成后滴定,滴定温度控制在60℃-65℃之间;;
(5)滴定完毕控制反应温度为55℃-65℃;
(6)保温隔夜泄料。
其中,步骤(3)中所述二苯甲烷二异氰酸酯为2,4体含量为50%的二苯甲烷二异氰酸酯。
其中,步骤(3)中所述溶剂为醋酸乙酯(EAC)或醋酸丁酯(BAC)或甲苯(TO)。
其中,步骤(3)中所述聚醚多元醇为多官能团小分子聚醚。
其中,步骤(3)中所述安定剂为草酸或磷酸。
其中,步骤(3)抗黄变剂为立体结构的受阻酚类抗氧化剂
其中,步骤(6)中所述保温的温度为55℃-65℃。
本发明制得产品的理化指标:
1、外观:无色至微黄透明液体;
2、NCO%:12.9%;
3、固成份:74%;
4、粘度:2500cps/25℃;
色相:Gardner<1。
本发明的应用:
二液型PU树脂(上海新宇树脂公司,上海汇德树脂公司)   100份
复合布粘合架桥剂                                   5-10份
DMF,MEK,TO                                       10-40份。其中N,N-二甲基甲酰胺(DMF),丁酮(MEK),甲苯(TO)重量份数的比例为1∶1∶3。
溶剂的添加量视二液型树脂的粘度调节,实际使用一般混合物的粘度控制在2000cps/常温。
注意事项:
(1)架桥剂添加量多少影响配方FILM干燥后之软硬度,架桥剂添加量越多则FILM越硬。而且架桥剂的添加量可以减少,不需要添加TDI体系中常用的催化剂,减少重金属污染,后段加工的成本得以下降。
(2)使用溶剂请依PU树脂使用溶剂含水率的标准,并特别注意含水率要低于0.5%。
下列表1中是本发明产品和一般常用的TDI体系架桥剂的试验数据
树脂选用上海新宇树脂公司生产的UB-8051
表1本发明产品和一般常用的TDI体系架桥剂的试验数据
Figure BSA00000169426000081
从表1的数据可以看出TDI制成的架桥剂添加2%催化剂后反应速率基本和MDI制成的架桥剂一致,证实(1):MDI的反应速度比TDI快(2):通过配方设计,可以调整MDI体系产品的反应速率。
从表中PVC剥离强度数据上可以证实MDI制成的架桥剂粘合强度远远超越TDI制成架桥剂。
二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)是个庞大的家族,不仅仅只有纯MDI,粗MDI还有液化MDI,MDI异构体的混合物,不同领域有不同针对性的产品。与甲苯二异氰酸酯(TDI)相比,MDI具有其自身的优点,如MDI毒性小于TDI,MDI的价格相对便宜,MDI制得的漆膜比如强度,耐磨性和弹性优于TDI。本发明有效地降低游离TDI含量,不仅保护了生产操作人员,施工人员的身体健康,而且有利于保护环境。在实际的应用中,用MDI合成的架桥剂使干燥时间明显缩短,利于施工,提高了生产效率,并且具有良好的粘结强度。而且架桥剂的添加量可以减少,不需要添加TDI体系中常用的催化剂,减少重金属污染,后段加工的成本得以下降。
本发明通过多官能团小分子聚醚改性,在高分子结构中引入PU软段,增加了MDI苯环上的空间位阻,分子间的作用力增加,使得产品具有更好的柔顺性和优越的低温性能,漆膜的柔韧性提高,使产品具有更好的粘合力。产品的储存稳定性和容忍度大大改善,产品和不同配方不同厂家的聚氨酯二液型树脂都有很好的相容性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (13)

1.一种复合布粘合架桥剂,包括以下原料制成,按重量份数计:
二苯甲烷二异氰酸酯             50-60份;
三羟甲基丙烷                   8-10份;
聚醚多元醇                     10-12份;
溶剂                           20-30份;
安定剂                         0.1-0.5份;
抗黄变剂                       0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种复合布粘合架桥剂,其特征在于,所述复合布粘合架桥剂,包括以下原料制成,按重量份数计:
二苯甲烷二异氰酸酯              57份;
三羟甲基丙烷                    8份;
聚醚多元醇                      10份;
溶剂                            25份;
安定剂                          0.2份;
抗黄变剂                        0.2份。
3.根据权利要求1所述的一种复合布粘合架桥剂,其特征在于,所述二苯甲烷二异氰酸酯2,4’异构体含量为50%的二苯甲烷二异氰酸酯。
4.根据权利要求1所述的一种复合布粘合架桥剂,其特征在于,所述聚醚多元醇为小分子量的聚醚。
5.根据权利要求1所述的一种复合布粘合架桥剂,其特征在于,所述溶剂为醋酸乙酯或醋酸丁酯或甲苯。
6.根据权利要求1所述的一种复合布粘合架桥剂,其特征在于,所述安定剂为草酸或磷酸。
7.根据权利要求1所述的一种复合布粘合架桥剂,其特征在于,所述抗黄变剂为立体结构的受阻酚类抗氧化剂。
8.一种复合布粘合架桥剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)先投反应釜的子槽,加入部分醋酸乙酯,启动搅拌马达;
(2)从子槽入口投入三羟甲基丙烷,升温溶解,60℃-65℃保温1小时;
(3)从反应釜的母槽入口加入二苯甲烷二异氰酸酯开动搅拌,再加入溶剂,聚醚多元醇,安定剂,抗黄变剂,升温到55℃-65℃,反应1小时;
(4)三羟甲基丙烷溶解完全,在上述步骤(3)后完成后滴定,滴定温度控制在55℃-65℃之间;
(5)滴定完毕控制反应温度为55℃-70℃;
(6)保温隔夜泄料。
9.根据权利要求8所述的复合布粘合架桥剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述二苯甲烷二异氰酸酯为2,4’异构体含量为50%的二苯甲烷二异氰酸酯。
10.根据权利要求8所述的复合布粘合架桥剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述溶剂为醋酸乙酯或醋酸丁酯或甲苯。
11.根据权利要求8所述的复合布粘合架桥剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述安定剂为草酸或磷酸。
12.根据权利要求8所述的复合布粘合架桥剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述抗黄变剂为立体结构的受阻酚类抗氧化剂。
13.根据权利要求8所述的复合布粘合架桥剂的制备方法,其特征在于,步骤(6)中所述保温的温度为55℃-65℃。
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