CN102533203A - 阻燃及耐碱聚氨酯胶粘剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻燃及耐碱的聚氨酯胶粘剂的制备方法。属于胶粘剂的制备技术领域。通过采用阻燃聚醚多元醇、二异氰酸酯及扩链剂等合成主剂；通过己二酸、间苯二甲酸、一缩二乙二醇和二异氰酸酯等合成固化剂。将主剂与固化剂以一定配比相混合，即制的了一种双组分的具有优异的阻燃性及耐碱性的聚氨酯胶粘剂。该胶粘剂可用于玻纤布与PET及铝箔的复合，最终用作在以混凝土和砌体结构为基层的新建居住建筑与公共建筑的外墙外保温工程的STP超薄绝热板，该绝热板与传统的保温材料比绿色环保且阻燃。

Description

阻燃及耐碱聚氨酯胶粘剂的制备方法

技术领域

本发明涉及胶粘剂制备领域，尤其涉及一种可用作玻纤布复合，阻燃且耐碱性能优异的聚氨酯胶粘剂的制备方法。

背景技术

随着城市化进程的加快，楼层的外墙保温及防火阻燃备受关注。目前市场上的保温材料分为有机保温材料和无机保温材料两类。有机保温材料相对于无机保温材料而言，导热系数要好，但与水泥砂浆的粘结强度要差，使用过程中容易开裂脱落，且有机保温材料本身都是可燃性材料，在使用过程中加入一定的阻燃剂，由于目前市场监管体系不完善，市场上鱼目混杂，很多企业为降低成本而减少阻燃剂的用量，导致很多达不到阻燃要求的产品以次充好，使用过程中存在很大的安全隐患。无机保温材料本身为不燃材料，与墙体的粘结性也好，但导热系数都普遍较大，且吸水性一般都比较高，所以一直无法大面积推广。STP超薄绝热保温板，主要用于工程新建、扩建民用及公用建筑外墙与屋面的保温工程，尤其适用于既有建筑的节能改造工程。其具有(1)保温效果优异(2)单位质量轻，施工后，不易脱落，安全性高(3)施工方便，可以像瓷砖一样直接黏贴(4)保温材料为无机保温材料，防火不燃，而现有常规保温材料均可燃烧(5)无毒环保，使用寿命长。而作为STP保温板最外层是由玻纤布与AL或PET通过胶粘剂复合在一起。但要求胶粘剂不但对玻纤布复合强度高，且要求有优异的阻燃及耐碱性能，而目前用于STP保温板的胶粘剂无法同时满足阻燃及耐碱性能的要求。

发明内容

本发明实施方式提供一种阻燃及耐碱聚氨酯胶粘剂的制备方法，可以解决目前用于STP保温板的胶粘剂无法同时满足阻燃及耐碱性能的要求的问题，制得的胶粘剂阻燃及耐碱性好。

为解决上述问题本发明提供的技术方案如下：

本发明实施方式提供一种阻燃及耐碱聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括：

分别制备主剂和固化剂；

其中，制备主剂包括：

在第一反应釜中加入阻燃聚醚多元醇和扩链剂，保持恒温，进行真空脱水，降温后加入二异氰酸酯，搅拌均匀，保温反应后加入乙酸乙酯，制得主剂；

制备固化剂包括：

酯化：在第二反应釜中，将己二酸、间苯二甲酸和一缩二乙二醇混合并升温，充氮气保护，开始出水，进行酯化反应，酯化反应结束并测试合格后，进行缩聚；

缩聚：使所述第二反应釜升温，抽真空，反应后生成聚酯多元醇；检测聚酯多元醇的羟值及酸值合格后，压入合成釜，向所述合成釜中加入二异氰酸酯，升温后保温反应，反应后加入乙酸乙酯，即制得固化剂；

将上述制得的所述主剂与固化剂混合后即得到阻燃及耐碱聚氨酯胶粘剂。

由上述提供的技术方案可以看出，本发明实施方式中通过采用阻燃聚醚多元醇、二异氰酸酯、催化剂及扩链剂等合成主剂；通过己二酸、间苯二甲酸、一缩二乙二醇和二异氰酸酯等合成固化剂。将主剂与固化剂以一定配比相混合，即制得一种双组分的具有优异的阻燃性及耐碱性的聚氨酯胶粘剂。由于制备过程中加入阻燃型聚醚，使制得的胶粘剂具有良好的阻燃性，且阻燃聚醚上的支链使其具有良好的耐碱性能。制得的胶粘剂可用于玻纤布与PET及铝箔的复合，制成用作以混凝土和砌体结构为基层的新建居住建筑与公共建筑的外墙外保温工程的绿色环保且阻燃的STP超薄绝热板。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。

下面对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明实施例提供一种聚氨酯复合胶粘剂的制备方法，是一种具有阻燃及强耐碱性能的聚氨酯复合胶粘剂，该胶粘剂可复合玻纤布与AL箔或PET薄膜，用作STP超薄绝热保温板的制备。该胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

分别制备主剂和固化剂；

其中，制备主剂包括：

在第一反应釜中加入阻燃聚醚多元醇和扩链剂，保持恒温，进行真空脱水，降温后加入二异氰酸酯，搅拌均匀，保温反应后加入乙酸乙酯，制得主剂；

制备固化剂包括：

酯化：在第二反应釜中，将己二酸、间苯二甲酸和一缩二乙二醇混合并升温，充氮气保护，开始出水，进行酯化反应，酯化反应结束并测试合格后，进行缩聚；

缩聚：使所述第二反应釜升温，抽真空，反应后生成聚酯多元醇；检测聚酯多元醇的羟值及酸值合格后，压入合成釜，向所述合成釜中加入二异氰酸酯，升温后保温反应，反应后加入乙酸乙酯，即制得固化剂；

将上述制得的所述主剂与固化剂混合后即得到阻燃及耐碱聚氨酯胶粘剂。

上述方法中，制备主剂具体包括：

在第一反应釜中加入阻燃聚醚多元醇和扩链剂，保持120℃恒温，在-0.1MPa的真空度下脱水2小时，降温至80℃，然后加入二异氰酸酯，搅拌均匀，保温反应4小时，加入乙酸乙酯(乙酸乙酯用量可占主剂各原料总重量的30％)，制得主剂。

上述制备主剂中，所用各原料的用量按质量百分比为：

阻燃聚醚多元醇   59～71％；

多异氰酸酯       26～36％；

扩链剂           3～5％。

上述制备主剂中，阻燃聚醚多元醇为卤代聚醚多元醇或苯酚类多元醇的一种或几种。扩链剂采用1，4-丁二醇。二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。

上述方法中，制备固化剂具体包括：

酯化：在第二反应釜中，将己二酸、间苯二甲酸和一缩二乙二醇混合并升温至220℃，充氮气保护，开始出水，进行酯化反应，酯化反应结束并测试合格后(酯化反应的终点判断以理论出水量为准；结束后，若测得产物的酸值合格(即检测产物的酸值≤20mgKOH/g为合格)，则进行缩聚；

缩聚：使酯化反应釜升温，在釜温达到230℃时抽真空，真空度为-0.09～-0.1Mpa，时间为2.5～3.5小时，反应后生成聚酯多元醇；检测聚酯多元醇的羟值及酸值合格后(即检测聚酯多元醇的羟值为100～120mgKOH/g及酸值≤3mgKOH/g，则确认生成的聚酯多元醇合格)，将生成的聚酯多元醇压入合成釜，向合成釜中加入二异氰酸酯，升温至80℃，保温4小时，加入占固化剂各原料总重量25％的乙酸乙酯，即制得固化剂。

上述制备固化剂中，所用原料的用量按质量百分比为：

己二酸           3～5％；

间苯二甲酸       5～10％；

一缩二乙二醇     6～12％；

二异氰酸酯       75～85％。

上述方法中，向合成釜中加入的二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。

上述方法中，将上述制得的主剂与固化剂混合后即得到阻燃及耐碱聚氨酯胶粘剂为：主剂与固化剂的质量比为20∶3～20∶5混合后即制得阻燃及耐碱性能优异的聚氨酯复合胶粘剂，可作为玻璃丝纤维布复合用。

下面结合具体实施例对上述方法作进一步说明。

实施例1

本实施例提供一种阻燃及耐碱聚氨酯复合胶粘剂的制备方法，具体包括：

分别制备主剂和固化剂；

其中，制备主剂包括：

在反应釜中加入100kg卤代聚醚三元醇、5.8kg1，4-丁二醇，保持120℃恒温，在-0.1MPa的真空度下脱水2h，降温至80℃，然后加入55kg二苯基甲烷二异氰酸酯，搅拌均匀，保温反应4h，再加入69kg的乙酸乙酯，即制得主剂；

制备固化剂包括：

酯化：在反应釜中，将60kg己二酸、100kg间苯二甲酸与140kg一缩二乙二醇混合并升温至220℃，充氮气保护，开始出水，进行酯化反应，酯化反应的终点判断以理论出水量为准；结束后，若测得产物的酸值合格(即产物的酸值≤20mgKOH/g)，则进行缩聚；

缩聚：使酯化反应釜升温，在釜温达到230℃时抽真空，真空度为-0.09-0.1Mpa，时间为2.5～3.5h，反应后生成聚酯多元醇；测聚酯多元醇的羟值100～120(mgKOH/g)及酸值≤3(mgKOH/g)合格后，压入合成釜，再往合成釜中加入1250kg二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至80℃，保温4小时，再加入700kg的乙酸乙酯，即制得固化剂；

将上述制得的主剂与固化剂按质量配比为20∶3混合，即制得一种阻燃及耐碱性能优异的玻璃丝纤维布复合胶粘剂。

实施例2

本实施例提供一种阻燃及耐碱聚氨酯复合胶粘剂的制备方法，具体包括：

分别制备主剂和固化剂；

其中，制备主剂包括：

在反应釜中加入100kg卤代聚醚三元醇、8.0kg1，4-丁二醇，保持120℃恒温，在-0.1MPa的真空度下脱水2h，降温至80℃，然后加入60kg二苯基甲烷二异氰酸酯，搅拌均匀，保温反应4h，再加入72kg的乙酸乙酯，即制得主剂；

制备固化剂包括：

酯化：在反应釜中，将45kg己二酸、115kg间苯二甲酸与86kg一缩二乙二醇混合并升温至220℃，充氮气保护，开始出水，进行酯化反应，酯化反应的终点判断以理论出水量为准；结束后，若测得产物的酸值合格(即产物的酸值≤20mgKOH/g)，则进行缩聚；

缩聚：使酯化反应釜升温，在釜温达到230℃时抽真空，真空度为-0.09-0.1Mpa，时间为2.5～3.5h，反应后生成聚酯多元醇；测聚酯多元醇的羟值100～120(mgKOH/g)及酸值≤3(mgKOH/g)合格后，压入合成釜，再往合成釜中加入1200kg二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至80℃，保温4小时，再加入482kg的乙酸乙酯，即制得固化剂；

将上述制得的主剂与固化剂按质量配比为20∶4混合，即制得一种阻燃及耐碱性能优异的玻璃丝纤维布复合胶粘剂。

实施例3

本实施例提供一种阻燃及耐碱聚氨酯复合胶粘剂的制备方法，具体包括：

分别制备主剂和固化剂；

其中，制备主剂包括：

在反应釜中加入100kg苯酚类多元醇BEP-200、6.0kg1，4-丁二醇，保持120℃恒温，在-0.1MPa的真空度下脱水2h，降温至80℃，然后加入43kg甲苯二异氰酸酯，搅拌均匀，保温反应4h，再加入65kg的乙酸乙酯，即制得主剂；

制备固化剂包括：

酯化：在反应釜中，将50kg己二酸、90kg间苯二甲酸与100kg一缩二乙二醇混合并升温至220℃，充氮气保护，开始出水，进行酯化反应，酯化反应的终点判断以理论出水量为准；结束后，若测得产物的酸值合格(即产物的酸值≤20mgKOH/g)，则进行缩聚；

缩聚：使酯化反应釜升温，在釜温达到230℃时抽真空，真空度为-0.09-0.1Mpa，时间为2.5～3.5h，反应后生成聚酯多元醇；测聚酯多元醇的羟值100～120(mgKOH/g)及酸值≤3(mgKOH/g)合格后，压入合成釜，再往合成釜中加入760kg二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至80℃，保温4小时，再加入330kg的乙酸乙酯，即制得固化剂；

将上述制得的主剂与固化剂按质量配比为20∶3混合，即制得一种阻燃及耐碱性能优异的玻璃丝纤维布复合胶粘剂。

实施例4

本实施例提供一种阻燃及耐碱聚氨酯复合胶粘剂的制备方法，具体包括：

分别制备主剂和固化剂；

其中，制备主剂包括：

在反应釜中加入100kg苯酚类多元醇BEP-200、7.0kg1，4-丁二醇，保持120℃恒温，在-0.1MPa的真空度下脱水2h，降温至80℃，然后加入60kg甲苯二异氰酸酯，搅拌均匀，保温反应4h，再加入72kg的乙酸乙酯，即制得主剂；

制备固化剂包括：

酯化：在反应釜中，将40kg己二酸、70kg间苯二甲酸与120kg一缩二乙二醇混合并升温至220℃，充氮气保护，开始出水，进行酯化反应，酯化反应的终点判断以理论出水量为准；结束后，若测得产物的酸值合格(即产物的酸值≤20mgKOH/g)，则进行缩聚；

缩聚：使酯化反应釜升温，在釜温达到230℃时抽真空，真空度为-0.09-0.1Mpa，时间为2.5～3.5h，反应后生成聚酯多元醇；测聚酯多元醇的羟值100～120(mgKOH/g)及酸值≤3(mgKOH/g)合格后，压入合成釜，再往合成釜中加入770kg二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至80℃，保温4小时，再加入总重量330kg的乙酸乙酯，即制得固化剂；

将上述制得的主剂与固化剂按质量配比为20∶5混合，即制得一种阻燃及耐碱性能优异的玻璃丝纤维布复合胶粘剂。

综上所述，本发明实施例的制备方法中，通过采用阻燃聚醚多元醇参与反应，稳定地结合到聚氨酯基体中，与添加型阻燃剂相比，不会在长期使用过程中析出而降低阻燃性能。制得了具有优异的阻燃性及耐碱性的聚氨酯胶粘剂。阻燃型聚醚的加入使该胶粘剂具有良好的阻燃性，且阻燃聚醚上的支链使其具有良好的耐碱性能。该胶粘剂可用于玻纤布与PET及铝箔的复合，最终用作在以混凝土和砌体结构为基层的新建居住建筑与公共建筑的外墙外保温工程的STP超薄绝热板，该绝热板与传统的保温材料比绿色环保且阻燃。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种阻燃及耐碱聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括：

分别制备主剂和固化剂；

其中，制备主剂包括：

在第一反应釜中加入阻燃聚醚多元醇和扩链剂，保持恒温，进行真空脱水，降温后加入二异氰酸酯，搅拌均匀，保温反应后加入乙酸乙酯，制得主剂；

制备固化剂包括：

酯化：在第二反应釜中，将己二酸、间苯二甲酸和一缩二乙二醇混合并升温，充氮气保护，开始出水，进行酯化反应，酯化反应结束并测试合格后，进行缩聚；

缩聚：使所述第二反应釜升温，抽真空，反应后生成聚酯多元醇；检测聚酯多元醇的羟值及酸值合格后，压入合成釜，向所述合成釜中加入二异氰酸酯，升温后保温反应，反应后加入乙酸乙酯，即制得固化剂；

将上述制得的所述主剂与固化剂混合后即得到阻燃及耐碱聚氨酯胶粘剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制备主剂具体包括：

在第一反应釜中加入阻燃聚醚多元醇和扩链剂，保持120℃恒温，在-0.1MPa的真空度下脱水2小时，降温至80℃，然后加入二异氰酸酯，搅拌均匀，保温反应4小时，再加入占主剂各原料总重量30％的乙酸乙酯，制得主剂。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制备主剂中，所用各原料的用量按质量百分比为：

阻燃聚醚多元醇          59～71％；

二异氰酸酯              26～36％；

扩链剂                  3～5％。

4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述制备主剂中，阻燃聚醚多元醇为卤代聚醚多元醇或苯酚类多元醇的一种或几种。

5.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述制备主剂中，二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。

6.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述制备主剂中，扩链剂为1，4-丁二醇。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制备固化剂具体包括：

酯化：在第二反应釜中，将己二酸、间苯二甲酸和一缩二乙二醇混合并升温至220℃，充氮气保护，开始出水，进行酯化反应，酯化反应的终点判断以理论出水量为准；结束后，若测得产物的酸值合格，则进行缩聚；

缩聚：使酯化反应釜升温，在釜温达到230℃时抽真空，真空度为-0.09～-0.1Mpa，时间为2.5～3.5小时，反应后生成聚酯多元醇；检测聚酯多元醇的羟值为100～120mgKOH/g及酸值≤3mgKOH/g，则确认生成的聚酯多元醇合格，将生成的聚酯多元醇压入合成釜，向合成釜中加入二异氰酸酯，升温至80℃，保温4小时，加入占固化剂各原料总重量25％的乙酸乙酯，即制得固化剂。

8.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述制备固化剂中，所用原料的用量按质量百分比为：

己二酸              3～5％；

间苯二甲酸          5～10％；

一缩二乙二醇        6～12％；

二异氰酸酯          75～85％。

9.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述向合成釜中加入的二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将上述制得的所述主剂与固化剂混合后即得到阻燃及耐碱聚氨酯胶粘剂为：主剂与固化剂的质量比为20∶3～20∶5。