CN102516919A

CN102516919A - 单组分聚氨酯植绒胶的制备方法

Info

Publication number: CN102516919A
Application number: CN2011103812534A
Authority: CN
Inventors: 唐邓; 顾真贵
Original assignee: SHANGHAI 3N CHEMICALS CO Ltd
Current assignee: Yunnan sanen automobile new material Co., Ltd
Priority date: 2011-11-26
Filing date: 2011-11-26
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2031-11-26
Also published as: CN102516919B

Abstract

本发明公开了一种单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，其中所述制备方法依次包括如下步骤：a.将异氰酸酯或异氰酸酯的混合物A、含至少两个羟基的聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合物B、环氧树脂C、有机锡类和有机胺类催化剂D、溶剂E,在60～120℃之间反应1～6个小时，制得聚氨酯预聚体；b.将温度降至40～60℃，加入异氰酸酯封闭剂F，反应1～4个小时；c.将温度控制在20～40℃，加入小分子扩链剂G和附着力促进剂H。本发明方法制得的聚氨酯溶胶对橡胶基材具有良好的附着力，具有优异的耐磨性能、耐水性能、良好的敞口停放性能和快速的固化性能。

Description

单组分聚氨酯植绒胶的制备方法

技术领域

本发明涉及一种植绒胶的制备方法，尤其涉及一种单组分聚氨酯植绒胶的制备方法。

背景技术

将纤维粉末垂直固定于涂有胶黏剂的物体或基材上，这种将短纤维固定的方法称为植绒。工业上采用的植绒方法主要有机械、静电二种，目前以静电植绒为主。汽车密封条目前大多采用EPDM（三元乙丙橡胶）、PVC（聚氯乙烯）、TPV（热塑性硫化橡胶）等材料制成，在其表面植绒以后，能够起到降低玻璃窗升降阻力和降低车辆运行过程中噪音的作用。现有的在EPDM表面植绒胶黏剂产品，以湿气固化类型为主，都存在开口稳定性差，要经常更换毛刷等问题，对生产线的连续化作业带来很多问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种开口稳定性好、固化速度快、有良好工艺性能的单组份聚氨酯植绒胶的制备方法。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，其中所述制备方法依次包括如下步骤：a.将异氰酸酯或异氰酸酯的混合物A、含至少两个羟基的聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合物B、环氧树脂C、有机锡类和有机胺类催化剂D、溶剂E,在60～120℃之间反应1～6个小时，制得聚氨酯预聚体；b.将温度降至40～60℃，加入异氰酸酯封闭剂F，反应1～4个小时；c.将温度控制在20～40℃，加入小分子扩链剂G和附着力促进剂H。

上述的制备方法，其中，所述步骤a中的聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合物B，预先在90～100℃、真空度在0.06～0.09MPa脱除水份2～4小时。

上述的制备方法，其中，所述步骤a中加入的各种物质的质量百分比为5％～20％的异氰酸酯或异氰酸酯的混合物A、10%～30%的混合物B、1%～10%的环氧树脂C、0.1%～2%的催化剂D、40%～60%的溶剂E。

上述的制备方法，其中，所述步骤a制得的聚氨酯预聚体的固含量为40%～60%，异氰酸酯质量百分含量为4%～12%。

上述的制备方法，其中，所述步骤a中制得的聚氨酯预聚体经步骤b封闭后所得的异氰酸酯质量百分比含量低于0.1%。

上述的制备方法，其中，所述步骤c中按步骤b所得物质的质量百分比计，加入2%～8%的小分子扩链剂G和5%～10%的附着力促进剂H。

上述的制备方法，其中，所述步骤c最终制得的单组份聚氨酯植绒胶的固含量为30%～50%，粘度为60～300mPa·s。

上述的制备方法，其中，所述步骤a中的异氰酸酯或异氰酸酯混合物A为改性MDI、聚合MDI、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或氢化MDI中的一种或两种以上的混合物。

上述的制备方法，其中，所述步骤a中的聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合物B中所述的聚酯多元醇为聚己二醇丁二醇酯、聚碳酸酯、聚己内酯或苯酐聚酯多元醇中的一种或两种以上的混合物，数均分子量为1000～4000g/mol。

上述的制备方法，其中，所述聚酯多元醇的数均分子量为2000～3000g/mol。

上述的制备方法，其中，所述步骤a中的聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合物B中所述的聚醚多元醇为聚乙二醇、聚氧化丙烯多元醇或聚四氢呋喃多元醇中的一种或两种以上的混合物，数均分子量为1000～3000 g/mol。

上述的制备方法，其中，所述步骤a中的环氧树脂C为双酚A型环氧树脂，环氧当量为100～600g/eq。

上述的制备方法，其中，所述步骤a中的有机锡类和有机胺类复合催化剂D中有机锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或二醋酸二丁基锡，有机胺类催化剂为二吗啉二乙基醚、N-甲基吗啉或二环脒。

上述的制备方法，其中，所述步骤a中的溶剂E为二甲苯与丙二醇甲醚醋酸酯或环己酮的混合物。

上述的制备方法，其中，所述步骤b中的异氰酸酯封闭剂（F）为苯酚、己内酰胺或丁酮肟。

上述的制备方法，其中，所述步骤c中的小分子扩链剂G为1,4丁二醇、二甘醇或4,4’-二氨基二苯甲烷与氯化钠的络合物。

上述的制备方法，其中，所述步骤c中的附着力促进剂H为马来酸酐改性的氯化聚丙烯的二甲苯溶液。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的一种单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，首先，采用了环氧树脂C对聚氨酯进行改性，使本体材料聚氨酯植绒胶对EPDM等橡胶基材有良好的附着力，有优异的耐磨性能和耐水性能；其次，对聚氨酯预聚体进行了封闭，使该方法制得的聚氨酯植绒胶具有良好的敞口停放性能；第三，该方法制得的聚氨酯植绒胶黏剂中添加了小分子扩链剂，在封闭型聚氨酯热解封以后能够快速的发生交联反应，使该聚氨酯植绒胶黏剂有快速的固化性能，解决了封闭型聚氨酯固化速度慢的问题。

具体实施方式

下面实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

预先将分子量为2000的聚碳酸酯二元醇和分子量为2000的聚氧化丙烯多元醇，分别在100℃，真空度在0.09MPa脱除水份2个小时，取40g聚碳酸酯二元醇和40g聚氧化丙烯多元醇，得混合物80克；将20g液化二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）和20g甲苯二异氰酸酯的混合物A 、脱水后的混合物B、8g还氧当量为200g/eq（克/当量）的环氧树脂C、1g二月桂酸二丁基锡和1g二吗啉二乙基醚催化剂D、70g二甲苯和70g环己酮混合的溶剂E加入三口烧瓶中，在70℃下反应5个小时，制得固含量为48%，异氰酸酯含量约为5%的聚氨酯预聚体溶液。

然后加入31g丁酮肟封闭剂F，在60℃下反应2个小时，使最终的异氰酸酯含量为0.1%。

再将温度控制在20℃，加入15g小分子扩链剂二甘醇G和20g附着力促进剂氯化聚丙烯H，最终制得不挥发物含量（固含量）为50%，粘度为150mPa·s（毫帕·秒）的聚氨酯植绒胶，过滤包装，即可得到一种单组份环氧改性封闭型的溶剂型聚氨酯植绒胶。

实施例2

取经过脱水处理的分子量为2000 的聚己二酸丁二醇酯二元醇40g,取经过脱水处理的分子量为3000的聚乙二醇40g，得混合物B80克，脱水处理方法参考上述实施例1；将20g异佛尔酮二异氰酸酯和20g甲苯二异氰酸酯的混合物A 、脱水后的混合物B、10g还氧当量为180g/eq的环氧树脂C、1g辛酸亚锡和1gN－甲基吗啉D、75g二甲苯和75g丙二醇甲醚醋酸酯混合的溶剂E加入三口烧瓶中，在70℃下反应5个小时，制得固含量约为50%，异氰酸酯含量约为4%的聚氨酯预聚体溶液。

然后加入40g苯酚封闭剂F，在70℃下反应2个小时，使最终的异氰酸酯含量小于0.1%。

再将温度控制在20℃，加入20g小分子扩链剂4,4’-二氨基二苯甲烷与氯化钠的络合物G和20g附着力促进剂氯化聚丙烯H，最终制得不挥发物含量50%，粘度为180mPa·s的聚氨酯植绒胶，过滤包装，即可得到一种单组份环氧改性封闭型的溶剂型聚氨酯植绒胶。

实施例3

取40g经过脱水处理的数均分子量为2000g/mol 的苯酐聚酯多元醇40g和分子量为2000g/mol的聚四氢呋喃二元醇，得混合物B80克，脱水处理方法参照实例1；将20g异佛尔酮二异氰酸酯和20g聚合二苯甲烷二异氰酸酯（聚合MDI）的混合物A 、脱水后的混合物B、10g还氧当量为500g/eq的环氧树脂C、1g二醋酸二丁基锡和1g二环脒催化剂D、80g二甲苯和80g丙二醇甲醚醋酸酯混合的溶剂E加入三口烧瓶中，在70℃下反应5个小时，制得固含量约45%，异氰酸酯含量为4.5%的聚氨酯预聚体溶液。

然后加入30g己内酰胺封闭剂F，在70℃下反应2个小时，使最终的异氰酸酯含量小于0.1%。

再将温度控制在室温，加入15g小分子扩链剂1，4－丁二醇G和20g附着力促进剂氯化聚丙烯H，最终制得不挥发物含量在45%，粘度在150mPa·s的聚氨酯植绒胶，过滤包装，即可得到一种单组份环氧改性封闭型的溶剂型聚氨酯植绒胶。

综上所述本发明采用了环氧树脂C对聚氨酯植绒胶进行改性，加入氯化聚丙烯附着力促进剂H，使本体材料对橡胶基材有良好的附着力，有优异的耐磨性能和耐水性能，干磨、湿磨均能达到10000次以上；对聚氨酯聚氨酯预聚体进行了封闭，使制得的聚氨酯植绒胶具有良好的敞口停放性能；该聚氨酯植绒胶添加了小分子扩链剂G，在封闭型聚氨酯热解封以后能够快速的发生交联反应，使该聚氨酯植绒胶有快速的固化性能，解决了封闭型聚氨酯固化速度慢的问题。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法依次包括如下步骤：

a.将异氰酸酯或异氰酸酯的混合物（A）、含至少两个羟基的聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合物（B）、环氧树脂（C）、有机锡类和有机胺类催化剂（D）、溶剂（E），在60～120℃之间反应1～6个小时，制得聚氨酯预聚体；

b.将温度降至40～60℃，加入异氰酸酯封闭剂（F），反应1～4个小时；

c.将温度控制在20～40℃，加入小分子扩链剂（G）和附着力促进剂（H）。

2.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合物（B），预先在90～100℃、真空度在0.06～0.09MPa脱除水份2～4小时。

3.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，其特征在于，所述步骤a中加入的各种物质的质量百分比为5％～20％的异氰酸酯或异氰酸酯的混合物（A）、10%～30%的混合物（B）、1%～10%的环氧树脂（C）、0.1%～2%的催化剂（D）、40%～60%的溶剂（E）。

4.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，其特征在于，所述步骤a制得的聚氨酯预聚体的固含量为40%～60%，异氰酸酯质量百分含量为4%～12%。

5.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，其特征在于，所述步骤a中制得的聚氨酯预聚体经步骤b封闭后所得的异氰酸酯质量百分比含量低于0.1%。

6.根据权利要求1或5所述的单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，其特征在于，所述步骤c中按步骤b所得物质的质量百分比计，加入2%～8%的小分子扩链剂（G）和5%～10%的附着力促进剂（H）。

7.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，其特征在于，所述步骤c最终制得的单组份聚氨酯植绒胶的固含量为30%～50%，粘度为60～300mPa·s。

8.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的异氰酸酯或异氰酸酯混合物（A）为改性MDI、聚合MDI、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或氢化MDI中的一种或两种以上的混合物。

9.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合物（B）中所述的聚酯多元醇为聚己二醇丁二醇酯、聚碳酸酯、聚己内酯或苯酐聚酯多元醇中的一种或两种以上的混合物，数均分子量为1000～4000g/mol。

10.根据权利要求9所述的单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，其特征在于，所述聚酯多元醇的数均分子量为2000～3000g/mol。

11.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合物（B）中所述的聚醚多元醇为聚乙二醇、聚氧化丙烯多元醇或聚四氢呋喃多元醇中的一种或两种以上的混合物，数均分子量为1000～3000 g/mol。

12.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的环氧树脂（C）为双酚A型环氧树脂，环氧当量为100～600g/eq。

13.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，其特征在于：所述步骤a中的有机锡类和有机胺类复合催化剂（D）中有机锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或二醋酸二丁基锡，有机胺类催化剂为二吗啉二乙基醚、N-甲基吗啉或二环脒。

14.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，其特征在于：所述步骤a中的溶剂（E）为二甲苯与丙二醇甲醚醋酸酯或环己酮的混合物。

15.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，其特征在于：所述步骤b中的异氰酸酯封闭剂（F）为苯酚、己内酰胺或丁酮肟。

16.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，其特征在于：所述步骤c中的小分子扩链剂（G）为1,4丁二醇、二甘醇或4,4’-二氨基二苯甲烷与氯化钠的络合物。

17.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯植绒胶的制备方法，其特征在于：所述步骤c中的附着力促进剂（H）为马来酸酐改性的氯化聚丙烯的二甲苯溶液。