CN102850989B - 一种双组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法，其中双组份聚氨酯胶粘剂包括A组分和B组分，A组分和B组分独立包装，在使用时按（1.8～2.2）：（0.8～1.2）的质量比混合均匀后，即得。其中A组分主要包括精制蓖麻油、氢化蓖麻油、云母粉、气相二氧化硅、流平剂、润湿剂、均苯三甲酰氯和硬酯酸单甘油酯，B组分主要包括二苯基亚甲基二异氰酸酯、精制蓖麻油、氢化蓖麻油、硬脂酸盐和甘油。本发明的胶粘剂无毒无溶剂，耐腐蚀性和耐候性强，稳定性高，流动性好，粘合强度高，封闭性能好，适用于反渗透膜元件特别是干式反渗透膜元件（膜片含水率小于10％）的粘合以及中空超滤膜的灌封。
Description
技术领域
本发明涉及一种双组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法，特别适用于反渗透膜元件粘合以及中空超滤膜的灌封。
背景技术
反渗透技术是一种先进和节能的膜分离技术。超滤技术是近年来依托于材料科学发展起来的先进膜分离技术。超滤加反渗透技术更是先进的水处理工艺。中空超滤膜是超滤膜的一种，常用于反渗透设备的预处理，作为分离膜起到粗过滤和截留作用，同时保护用于精过滤的反渗透膜，中空超滤膜的灌封质量是其质量的重要保障。反渗透膜元件是将半透膜、导流层、隔网膜按一定顺序用胶粘剂三面粘合而形成一个信封状，并卷制于排孔的中心管上。反渗透膜的性能除了与膜片的性能密切相关以外，还与胶粘剂的粘合质量密切相关。如果胶粘剂的密封性能不好，会导致反渗透膜元件在运行的时候出现盐的渗漏而影响其性能，如果渗漏严重会导致反渗透膜元件报废。另外，反渗透膜在使用过程中会接触到一些强酸和强碱性物质，同时水体中污染物质中存在的多种金属元素，对反渗透膜元件造成了腐蚀，如果胶粘剂的耐化学腐蚀性能不好，也会导致膜的使用寿命缩短。因此，具有密封性能好，耐化学腐蚀性强的胶粘剂，是保证中空超滤膜和反渗透膜性能达标的重要手段。反渗透膜元件的粘接质量和中空超滤膜的灌封质量是膜是否合格的重要保障。
灌封胶是用于电子元器件的粘接、密封、灌封和涂覆保护的胶粘剂。灌封胶根据产品的材质、性能、生产工艺的不同而有所区别，且在完全固化后才能实现其使用价值；当它固化后可以起到防水防潮、防尘、绝缘、导热、保密、防腐蚀、耐温、防震的作用。目前使用最多也最常见的三类灌封胶中，包括聚氨酯灌封胶。灌封是聚氨酯树脂的一个重要应用领域，常见的有双组分聚氨酯复合物。一般的聚氨酯胶具有较好的粘接性、绝缘性和耐候性，硬度可调，但其不足之处在用于反渗透及超滤膜的粘接时，封闭性能很不好，导致膜很容易出现泄漏从而影响膜元件的性能。
发明内容
本发明的目的之一在于提供适用于反渗透膜元件粘接以及中空超滤膜的灌封的一种双组分聚氨酯胶粘剂。
本发明的目的之二在于提供上述双组分聚氨酯胶粘剂的制备方法。
本发明的目的之三在于提供上述双组分聚氨酯胶粘剂用于反渗透膜元件的粘合以及中空超滤膜的灌封的应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种双组分聚氨酯胶粘剂，由A组分和B组分制成，其中A组分和B组分独立包装，在使用时按（1.8～2.2）：（0.8～1.2）的重量份混合均匀后，即得该双组分聚氨酯胶粘剂；
A、B组分由以下重量份的原料组成：
A组分：
B组分：
其中，A组分中的所述云母粉主要是指鳞片状的绢云母粉。
其中，A组分中的所述流平剂为聚醚改性有机硅、氟改性丙烯酸酯中的任一种或几种组合；
其中，A组分中的所述润湿剂为饱和聚羧酸胺盐；
其中，B组分中的硬脂酸盐为硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸钡中的任一种或几种组合。
具体地，前述A、B组分由以下重量份的原料组成：
A组分：
B组分：
更加具体地，A、B组分由以下重量份的原料组成：
A组分：
B组分：
一种双组分聚氨酯胶粘剂的制备方法，主要包括以下步骤：
（1）A组分的制备：按配方将精制蓖麻油、氢化蓖麻油、云母粉、气相二氧化硅、流平剂、润湿剂、均苯三甲酰氯、硬脂酸单甘油酯混合均匀后，在60～100℃下反应1～4小时制得A组分；
（2）B组分的制备：按配方将二苯基亚甲基二异氰酸酯、精制蓖麻油、氢化蓖麻油、硬脂酸盐和甘油混合均匀后，在80～140℃下反应1～8小时制得B组分；
（3）A组分和B组分的混合：将上述制得的A组分和B组分独立包装，在使用时按（1.8～2.2）：（0.8～1.2）的质量比混合后充分搅拌均匀。
一种双组分聚氨酯胶粘剂用于反渗透膜元件的粘合以及中空超滤膜的灌封的应用。
上述双组份聚氨酯胶粘剂的A组分中，精制蓖麻油和氢化蓖麻油都是重要的化工原料，可用于增塑剂，不但降低了生产成本，也可使制品性能获得相应改善。氢化蓖麻油由于具有高熔点可制分散更均匀的产品。云母粉具有良好的弹性、韧性、绝缘性，且耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、附着力强；尤其是具有鳞片结构的绢云母粉，鳞片云母粉能屏蔽水、氧、离子等腐蚀因子的透过，切断膜中的毛细孔导致的泄漏；互相平行交迭的鳞片在胶膜中起到迷宫效应，延长腐蚀因子渗入漆膜的途径，提高胶线的防腐能力；而且鳞片云母粉还能降低胶层的收缩应力，避免胶层的开裂、脱落；作为添加剂使用，可提高机械强度，抗老化，增强韧性、附着力、耐腐蚀性等。气相二氧化硅无毒无味无污染，耐高温，其具备的化学惰性以及特殊的触变性，是为增强产品粘度、流动性、固化速度而对胶粘剂进行改性的首选材料；由于其粒径很小，因此比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好，稳定性、补强性、增稠性和触变性优越，可提高聚氨酯材料的强度、延伸率和耐磨性，改善材料表面的光洁度，增强聚氨酯材料的抗老化性能。流平剂溶解性好，可增强流平性、抗缩孔性，调整挥发速度。润湿剂可使胶粘剂在固体表面形成连续相，使胶层涂抹均匀。均苯三甲酰氯与组分中的其他物质发生复杂的化学反应，可以有效提高胶的粘接力和封闭性能。硬脂酸单甘油酯是一种非离子型的表面活性剂；有亲水又有亲油基因，具有润湿、乳化、起泡等多种功能。
上述双组份聚氨酯胶粘剂的B组分中，二苯基亚甲基二异氰酸酯常温下腐蚀性较小，毒性较小，贮存期较稳定，热压时间短，耐水、耐候性能优异，用量省，是多种异氰酸酯中应用最多的一种聚氨酯合成材料。硬脂酸盐不仅具有润滑性和斥水性，还具有热稳定性和性。甘油具有吸湿性、保润性、软化性，用于聚氨酯胶粘剂的有机合成，可降低胶的低温脆性，或扩大胶的抗张强度。
A组分和B组分独立包装，在使用时才混合，有利于胶粘剂的长期贮存，并保证较好的胶粘质量。两组分混合后不会快速凝胶，因而有较长的可操作时间，一旦加热就会很快固化，固化时间可自由控制。
本发明的有益效果：产品无毒，不含有机溶剂，耐腐蚀性、耐候性强，稳定性高，封闭性能好，流动性好，粘合强度高，特别适用于反渗透膜元件尤其是干式膜元件（含水率小于10％）的粘合以及中空超滤膜的灌封。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
（1）A组分的制备：取精制蓖麻油50g、氢化蓖麻油1g、云母粉1g、气相二氧化硅0.5g、聚醚改性有机硅0.1g、饱和聚羧酸胺盐0.1g、均苯三甲酰氯0.1g、硬脂酸单甘油酯1g，混合均匀后，在60℃下反应4小时制得A组分；
（2）B组分的制备：取二苯基亚甲基二异氰酸酯30g、精制蓖麻油10g、氢化蓖麻油1g、硬脂酸钠1g和甘油1g，混合均匀后，在80℃下反应8小时制得B组分；
（3）A组分和B组分的混合：将上述制得的A组分和B组分独立包装，在使用时按1.8：0.8的质量比混合后充分搅拌均匀即可。
实施例2
（1）A组分的制备：取精制蓖麻油60g、氢化蓖麻油5g、云母粉3g、气相二氧化硅1g、聚醚改性有机硅0.3g、饱和聚羧酸胺盐0.5g、均苯三甲酰氯1.2g、硬脂酸单甘油酯3g，混合均匀后，在70℃下反应3小时制得A组分；
（2）B组分的制备：取二苯基亚甲基二异氰酸酯50g、精制蓖麻油20g、氢化蓖麻油4g、硬脂酸钾3g和甘油3g，混合均匀后，在100℃下反应4小时制得B组分；
（3）A组分和B组分的混合：将上述制得的A组分和B组分独立包装，在使用时按1.8：1.2的质量比混合后充分搅拌均匀即可。
实施例3
（1）A组分的制备：取精制蓖麻油70g、氢化蓖麻油10g、云母粉5g、气相二氧化硅1.5g、氟改性丙烯酸酯0.5g、饱和聚羧酸胺盐1g、均苯三甲酰氯2.4g、硬脂酸单甘油酯5g，混合均匀后，在80℃下反应2小时制得A组分；
（2）B组分的制备：取二苯基亚甲基二异氰酸酯60g、精制蓖麻油30g、氢化蓖麻油8g、硬脂酸锌5g和甘油5g，混合均匀后，在120℃下反应2小时制得B组分；
（3）A组分和B组分的混合：将上述制得的A组分和B组分独立包装，在使用时按1：1的质量比混合后充分搅拌均匀即可。
实验例4
（1）A组分的制备：取精制蓖麻油80g、氢化蓖麻油15g、云母粉7g、气相二氧化硅2g、氟改性丙烯酸酯0.7g、饱和聚羧酸胺盐1.5g、均苯三甲酰氯3.6g、硬脂酸单甘油酯7g，混合均匀后，在100℃下反应1小时制得A组分；
（2）B组分的制备：取二苯基亚甲基二异氰酸酯70g、精制蓖麻油40g、氢化蓖麻油12g、硬脂酸钙7g和甘油7g，混合均匀后，在140℃下反应1小时制得B组分；
（3）A组分和B组分的混合：将上述制得的A组分和B组分独立包装，在使用时按2.2：0.8的质量比混合后充分搅拌均匀即可。
实施例5
（1）A组分的制备：取精制蓖麻油90g、氢化蓖麻油20g、云母粉10g、气相二氧化硅3g、氟改性丙烯酸酯1g、饱和聚羧酸胺盐2g、均苯三甲酰氯5g、硬脂酸单甘油酯10g，混合均匀后，在100℃下反应1小时制得A组分；
（2）B组分的制备：取二苯基亚甲基二异氰酸酯80g、精制蓖麻油50g、氢化蓖麻油15g、硬脂酸钙10g和甘油10g，混合均匀后，在140℃下反应1小时制得B组分；
（3）A组分和B组分的混合：将上述制得的A组分和B组分独立包装，在使用时按2.2：1.2的质量比混合后充分搅拌均匀即可。
实施例6双组份聚氨酯胶粘剂的性能检测
根据中国专利ZL200810114297.9公开的实施例4制备出无溶剂型双组份聚氨酯胶粘剂作为对照样。按实施例1--5所述方法制备5个试样。各个试样的各性能指标结果见表1。
按照《卷式反渗透膜组件测试方法》HY/T 107-2008(6.1)规定的气密性能测试方法和标准来检测本发明实施例各试样与对照样，得到的气密性能结果见表1。
表1双组份聚氨酯胶粘剂性能
由表中数据可以看出本发明实施例中双组份聚氨酯胶粘剂试样的最高可耐温度范围在125℃～156℃，具有较强的耐高温性。
在常温放置24小时后，本发明实施例试样可以达到无法剥离，而对照样达到的效果为不易剥离，可见本发明实施例试样的粘接强度优于对照样；再将各试样放入水中24小时，本发明实施例试样效果依然为无法剥离，而对照样达到的效果为不易剥离，说明本发明实施例试样具有较好的稳定性和耐水性，优于对照样。
本发明实施例试样的耐化学药品性能结果显示，耐强碱性和耐强酸性都为优秀，而对照样耐化学药品性能为良，可见本发明实施例试样的耐化学腐蚀性更好。
按照《卷式反渗透膜组件测试方法》HY/T 107-2008(6.1)标准检测密封性能，结果显示本发明实施例试样均能够达到优秀的密封性能，优于对照样，由此可见本发明的组分及其含量范围效果较好。
综上所述，本发明实施例试样的粘合强度、稳定性、耐水性、耐化学药品性能和气密性比现有技术中的无溶剂型双组份聚氨酯胶黏剂更佳。
在本发明实施例试样中，实施例1至实施例5的试样所含组分含量依次递增，实施例1试样的组分含量最低，实施例5试样的组分含量最高，由表1可看出本发明的高组分含量胶粘剂的效果优于低组分含量胶粘剂。
Claims (10)
1.一种双组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于：由A组分和B组分制成，其中A组分和B组分独立包装，在使用时按（1.8～2.2）：（0.8～1.2）的质量比混合均匀后，即得该双组分聚氨酯胶粘剂；所述A、B组分由以下重量份的原料组成：
A组分：
B组分：
2.根据权利要求1所述的双组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于：A、B组分由以下重量份的原料组成：
A组分：
B组分：
3.根据权利要求1所述的双组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于：A、B组分由以下重量份的原料组成：
A组分：
B组分：
4.根据权利要求1～3任一所述的双组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于：所述A组分中的云母粉是指鳞片状的绢云母粉。
5.根据权利要求1～3任一所述的双组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于：所述A组分中的流平剂为聚醚改性有机硅、氟改性丙烯酸酯中的任一种或几种组合。
6.根据权利要求1～3任一所述的双组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于：所述A组分中的润湿剂为饱和聚羧酸胺盐。
7.根据权利要求1～3任一所述的双组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于：所述B组分中的硬脂酸盐为硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸钡中的任一种或几种组合。
8.制备如权利要求1～3任一所述的双组分聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于：它主要包括以下步骤：
（1）A组分的制备：按配方将精制蓖麻油、氢化蓖麻油、云母粉、气相二氧化硅、流平剂、润湿剂、均苯三甲酰氯、硬脂酸单甘油酯混合均匀后，在60～100℃下反应1～4小时制得A组分；
（2）B组分的制备：按配方将二苯基亚甲基二异氰酸酯、精制蓖麻油、氢化蓖麻油、硬脂酸盐和甘油混合均匀后，在80～140℃反应1～8小时制得B组分；
（3）A组分和B组分的混合：将上述制得的A组分和B组分独立包装，在使用时按（1.8～2.2）：（0.8～1.2）的质量比混合后充分搅拌均匀。
9.权利要求1～3任一所述的双组分聚氨酯胶粘剂用于反渗透膜元件的粘合的应用。
10.权利要求1～3任一所述的双组分聚氨酯胶粘剂用于中空超滤膜的灌封的应用。
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