CN102746817A - 一种耐溶剂侵蚀的双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

一种耐溶剂侵蚀的双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐溶剂侵蚀的双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法，属于化工领域，含有由甲组份和乙组份，其配制比例为100:20（质量分数），本发明通过调整聚氨酯的分子链结构，引入长链段以及带侧基的二元醇，提高分子链结构的稳定性，同时提高聚氨酯分子链的结晶能力，使分子链稳定性、结晶能力产生协同效应，显著提高了双组份聚氨酯胶黏剂的耐溶剂侵蚀性能，同时保持传统双组份胶黏剂较好的粘接强度的优点。

Description

一种耐溶剂侵蚀的双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐溶剂侵蚀的双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法，属于化工领域。
背景技术
聚氨酯是一类以低聚多元醇为软段，异氰酸酯和扩链剂为硬段的嵌段聚合物，其化学结构中含有氨基甲酸酯键，酯键、脲键和脲基甲酸酯键等多种极性键，赋予了它优越的粘结性能和成膜性能，其应用非常广泛。聚氨酯制品的种类很多，如泡沫塑料制品、橡胶制品、弹性纤维制品、结构材料制品、涂料和胶黏剂。其中聚氨酯胶黏剂是目前正在迅猛发展的聚氨酯树脂中的一个重要组成部分。
聚氨酯胶黏剂20世纪40年代最先在德国工业化，主要包括多异氰酸酯溶剂胶、热塑性聚氨酯溶剂胶、反应型单、双组份溶剂胶、无溶剂型、水分散型、热熔型聚氨酯胶等。聚氨酯胶黏剂因其主体树脂分子中含有大量极性基团和活性反应基团，可对多种基材有良好的粘接性。其合成原料和助剂种类繁多，从分子设计出发可合成和配制出性能变化范围极大的系列胶黏剂，能满足不同基材粘接和使用条件的要求。
双组份聚氨酯胶黏剂是聚氨酯胶黏剂中用量较多、用途较广的产品，通常由甲、乙两个组分组成，甲组分（主剂）为羟基组分，乙组分（固化剂）为含游离异氰酸酯基团的组分。也有的主剂为端基NCO的聚氨酯预聚体，固化剂为低分子量多元醇或多元胺，甲乙组分按照一定比例混合生成聚氨酯树脂。它主要用于软质材料或其余金属、塑料、剥离等硬质材料的粘结，广泛应用于船舶、机械、汽车、仪器仪表等行业。
双组份聚氨酯胶黏剂具有以下特点：（1）反应性的甲乙两组分混合后，发生交联反应，产生固化产物。（2）制备时可调节两组份的原料组成和分子量，使之在室温下有合适的粘度，可制成高固含量或无溶剂双组份胶黏剂。（3）通常可室温固化，通过选择制备胶黏剂的原料或加入催化剂可调节固化速度。一般而言，双组份聚氨酯胶黏剂具有较大的初粘合力，可加热固化，其最终粘合强度比单组份胶黏剂更大。（4）两个组分在用量上可在一定范围调节。双组份聚氨酯胶黏剂自问世以来，由于性能具有可调节性、粘合强度大、粘接范围广等优点，已成为聚氨酯胶黏剂中品种最多、产量最大的产品。
然而，双组份胶黏剂的的耐溶剂侵蚀性能较差，很容易受溶剂侵蚀，降低粘接强度甚至失效，大大缩短了使用寿命，在很大程度上限制了双组份聚氨酯胶黏剂的应用。
发明内容
本发明的目的是针对以上不足而提供的一种耐溶剂侵蚀的双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种耐溶剂侵蚀的双组份聚氨酯胶黏剂，含有由甲组份和乙组份，其配制比例为100:20（质量分数），所述的甲组份含有（质量分数）对苯甲酸二甲酯180~230、 乙二醇110~140、新戊二醇160~220、癸二酸170~220、三氧化锑0.03~0.23、醋酸锌0.1~0.2、均苯四酸酐20~40和4-叔丁基邻苯二酚0.03~0.11，所述的乙组份含有（质量分数）聚氧化丙烯二醇300~600、二苯基甲烷-4，4-二氰酸酯200~300、碳化亚二胺30~70和4-叔丁基邻苯二酚0.03~0.11。
一种耐溶剂侵蚀的双组份聚氨酯胶黏剂的制备方法包括以下步骤：
（1）制备甲组分：在反应釜中，依次加入苯二甲酸二甲酯、乙二醇、新戊二醇、三氧化锑、醋酸锌、均苯四酸酐以及4-叔丁基邻苯二酚，搅拌均匀。然后通入保护气体氮气，加热，温度控制在150~210oC。将反应产生的甲醇蒸出，然后加入癸二酸，同时将反应温度提高至210~240oC并减压30min。然后升温至260~280oC，并在100~150 Pa真空下反应120min，冷却后用醋酸乙酯制成固含量为50~70%的溶液。 
（2）制备乙组分：在反应釜中，加入聚氧化丙烯二醇，在搅拌的条件下，再加入二苯基甲烷-4,4-二氰酸酯、碳化亚二胺以及4-叔丁基邻苯二酚，加热，温度控制在90~100oC。5h后，制得聚醚氨酯多异氰酸酯的固化剂。
（3）胶液的配制是由甲组分：乙组分100:20（质量分数）比例制成。
本发明通过调整聚氨酯的分子链结构，引入长链段以及带侧基的二元醇，提高分子链结构的稳定性，同时提高聚氨酯分子链的结晶能力，使分子链稳定性、结晶能力产生协同效应，显著提高了双组份聚氨酯胶黏剂的耐溶剂侵蚀性能，同时保持传统双组份胶黏剂较好的粘接强度的优点。
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅局限于实施例，该领域专业人员对本发明技术方案所作的改变，均应属于本发明的保护范围内。
具体实施方式
实施例1
（1）制备甲组分：在反应釜中，依次加入苯二甲酸二甲酯200质量份、乙二醇130质量份、新戊二醇190质量份、三氧化锑0.15质量份、醋酸锌0.15质量份、均苯四酸酐30质量份以及4-叔丁基邻苯二酚0.06质量份，搅拌均匀。然后通入保护气体氮气，加热，温度控制在180oC。将反应产生的甲醇蒸出，然后加入癸二酸200质量份，同时将反应温度提高至230oC并减压30min。然后升温至270oC，并在140 Pa真空下反应120min，冷却后用醋酸乙酯制成固含量为64%的溶液。
（2）制备乙组分：在反应釜中，加入聚氧化丙烯二醇500质量份，在搅拌的条件下，再加入二苯基甲烷-4,4-二氰酸酯270质量份、碳化亚二胺50质量份以及4-叔丁基邻苯二酚0.09质量份，加热，温度控制在95oC。5h后，制得聚醚氨酯多异氰酸酯的固化剂。
（3）甲组分与乙组分单独分装，使用时按质量比100：20混合即可。
实施例2
（1）制备甲组分：在反应釜中，依次加入苯二甲酸二甲酯180质量份、乙二醇120质量份、新戊二醇170质量份、三氧化锑0.15质量份、醋酸锌0.15质量份、均苯四酸酐30质量份以及4-叔丁基邻苯二酚0.06质量份，搅拌均匀。然后通入保护气体氮气，加热，温度控制在170oC。将反应产生的甲醇蒸出，然后加入癸二酸200质量份，同时将反应温度提高至220oC并减压30min。然后升温至260oC，并在130 Pa真空下反应120min，冷却后用醋酸乙酯制成固含量为63%的溶液。
（2）制备乙组分：在反应釜中，加入聚氧化丙烯二醇500质量份，在搅拌的条件下，再加入二苯基甲烷-4,4-二氰酸酯260质量份、碳化亚二胺50质量份以及4-叔丁基邻苯二酚0.09质量份，加热，温度控制在90oC。5h后，制得聚醚氨酯多异氰酸酯的固化剂。
（3）甲组分与乙组分单独分装，使用时按质量比100：20混合即可。
实施例3
（1）制备甲组分：在反应釜中，依次加入苯二甲酸二甲酯220质量份、乙二醇135质量份、新戊二醇210质量份、三氧化锑0.13质量份、醋酸锌0.1质量份、均苯四酸酐38质量份以及4-叔丁基邻苯二酚0.09质量份，搅拌均匀。然后通入保护气体氮气，加热，温度控制在200oC。将反应产生的甲醇蒸出，然后加入癸二酸210质量份，同时将反应温度提高至230oC并减压30min。然后升温至270oC，并在150 Pa真空下反应120min，冷却后用醋酸乙酯制成固含量为66%的溶液。
（2）制备乙组分：在反应釜中，加入聚氧化丙烯二醇500质量份，在搅拌的条件下，再加入二苯基甲烷-4,4-二氰酸酯260质量份、碳化亚二胺50质量份以及4-叔丁基邻苯二酚0.09质量份，加热，温度控制在10oC。5h后，制得聚醚氨酯多异氰酸酯的固化剂。
（3）甲组分与乙组分单独分装，使用时按质量比100：20混合即可。
实施例4
（1）制备甲组分：在反应釜中，依次加入苯二甲酸二甲酯200质量份、乙二醇130质量份、新戊二醇190质量份、三氧化锑0.15质量份、醋酸锌0.15质量份、均苯四酸酐30质量份以及4-叔丁基邻苯二酚0.06质量份，搅拌均匀。然后通入保护气体氮气，加热，温度控制在180oC。将反应产生的甲醇蒸出，然后加入癸二酸200质量份，同时将反应温度提高至230oC并减压30min。然后升温至270oC，并在140 Pa真空下反应120min，冷却后用醋酸乙酯制成固含量为64%的溶液。
（2）制备乙组分：在反应釜中，加入聚氧化丙烯二醇350质量份，在搅拌的条件下，再加入二苯基甲烷-4,4-二氰酸酯220质量份、碳化亚二胺40质量份以及4-叔丁基邻苯二酚0.05质量份，加热，温度控制在90oC。5h后，制得聚醚氨酯多异氰酸酯的固化剂。
（3）甲组分与乙组分单独分装，使用时按质量比100：20混合即可。
实施例5
（1）制备甲组分：在反应釜中，依次加入苯二甲酸二甲酯200质量份、乙二醇130质量份、新戊二醇190质量份、三氧化锑0.15质量份、醋酸锌0.15质量份、均苯四酸酐30质量份以及4-叔丁基邻苯二酚0.06质量份，搅拌均匀。然后通入保护气体氮气，加热，温度控制在180oC。将反应产生的甲醇蒸出，然后加入癸二酸200质量份，同时将反应温度提高至230oC并减压30min。然后升温至270oC，并在140 Pa真空下反应120min，冷却后用醋酸乙酯制成固含量为64%的溶液。
（2）制备乙组分：在反应釜中，加入聚氧化丙烯二醇600质量份，在搅拌的条件下，再加入二苯基甲烷-4,4-二氰酸酯300质量份、碳化亚二胺65质量份以及4-叔丁基邻苯二酚0.1质量份，加热，温度控制在100oC。5h后，制得聚醚氨酯多异氰酸酯的固化剂。
（3）甲组分与乙组分单独分装，使用时按质量比100：20混合即可。

Claims (6)

1.一种耐溶剂侵蚀的双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法，其特征在于所述的双组份聚氨酯胶黏剂含有由甲组份和乙组份。
2.如权利要求1所述的一种耐溶剂侵蚀的双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法，其特征在于所述的甲组份含有（质量分数）对苯甲酸二甲酯180~230、 乙二醇110~140、新戊二醇160~220、癸二酸170~220、三氧化锑0.03~0.23、醋酸锌0.1~0.2、均苯四酸酐20~40和4-叔丁基邻苯二酚0.03~0.11。
3.如权利要求1所述的一种耐溶剂侵蚀的双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法，其特征在于所述的乙组份含有（质量分数）聚氧化丙烯二醇300~600、二苯基甲烷-4，4-二氰酸酯200~300、碳化亚二胺30~70和4-叔丁基邻苯二酚0.03~0.11。
4.如权利要求1所述的一种耐溶剂侵蚀的双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法，其特征在于所述的甲组份是将苯二甲酸二甲酯、乙二醇、新戊二醇、三氧化锑、醋酸锌、均苯四酸酐以及4-叔丁基邻苯二酚依次加入反应釜中搅拌均匀后通入保护气体氮气进行加热，温度控制在150~210oC，然后将反应产生的甲醇蒸出，然后再加入癸二酸，同时将反应温度提高至210~240oC并减压30min，然后继续升温至260~280oC，并在100~150 Pa真空下反应120min，冷却后用醋酸乙酯所制成的固含量为50~70%的溶液。
5.如权利要求1所述的一种耐溶剂侵蚀的双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法，其特征在于所述的乙组份是在反应釜中加入聚氧化丙烯二醇，在搅拌的条件下再加入二苯基甲烷-4,4-二氰酸酯、碳化亚二胺以及4-叔丁基邻苯二酚，然后在90~100oC进行加热5h后所制得的聚醚氨酯多异氰酸酯的固化剂。
6.如权利要求1所述的一种耐溶剂侵蚀的双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法，其特征在于所述的甲组份与乙组份是单独分装得，使用时将甲组份与乙组份按质量比100：20配制而成。
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