CN103013420A - 环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于普通塑料、木材、纸张等要求粘接力较高的安全环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶及其制备方法；所述的环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶，各组分的配比按质量份计如下：溶剂5～8%，多异氰酸酯15～20%，聚合物多元醇20～25%，亲水扩链剂：3～5%，小分子扩链剂2～4%，中和试剂1.5～2%，催化剂0.3～0.5%，去离子水40～50%，消泡剂0.1～0.3%，pH调节剂0.1～0.2%，增稠剂0.3～1.5%，防腐剂0.1～0.2%；本发明应用不同分子量的聚酯和聚醚搭配比例提升了水性胶的初粘性和粘结力性能，配合溶剂的选择大大缩短了常温下水性胶的干燥速度及聚合过程中粘度控制难的问题，并且在调胶阶段可通过调其粘度和固体份制得性能各异、适用领域不同的水性胶。

Description

环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶

技术领域

本发明公开了一种用于普通塑料、木材、纸张等要求粘接力较高的安全环保型耐黄变通用水性胶，尤其涉及一种环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶及其制备方法。

背景技术

 由于聚氨酯类胶粘剂具有软硬度等性能，却可调节性好、耐低温、柔韧性好、粘接强度大等优点，其应用领域越来越广。

 溶剂型聚氨酯胶粘剂中的有机溶剂易燃易爆、易挥发、易黄变、气味大、毒性大，使用时造成空气污染、影响健康；水性聚氨酯胶粘剂是以水为基本介质，具有不燃、气味小、不污染环境、节能、操作简单方便等优点，已开始受到人们的重视，但是普通的水性胶在使用中需较长的干燥时间和较高的干燥温度，干燥工艺条件要求严格，同时一般的水性胶还存在对一些基材的润湿能力差、容易黄变等缺陷，使其应用受到很大的限制，为了满足生产和工业应用提出的更高要求，本发明通过对水性聚氨酯合成原料及合成工艺的改变，解决了干燥慢和对一些基材存在附着力差、容易黄变等难题，进一步提升了其耐水性性能。

发明内容

本发明的目的在于通过特殊的聚合工艺和调配来提供一种环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶及其制备方法。

为实现本发明的目的采用的技术方案是：一种环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶，其特征在于：各组分的配比按质量百分比如下：

      溶剂：                5～8%

      多异氰酸酯：          15～22%

      聚合物多元醇：        20～25%

      亲水扩链剂：          3～5%

      小分子扩链剂：        2～4%

      中和试剂：            1.5～2%

      催化剂:               0.3～0.5%

      去离子水:             40～50%

      消泡剂:               0.1～0.3%

      PH调节剂:            0.1～0.2%

      增稠剂:               0.3～1.5%

      防腐剂:               0.1～0.2%。

所述环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶的制备工艺如下：

   ⑴、将溶剂、聚合物多元醇、1/3的多异氰酸酯、亲水扩链剂等放入反应釜升温至73～75℃；

   ⑵、中途分三次加入催化剂和多异氰酸酯；

   ⑶、反应2.5～3.5个小时，温度控制在77～80℃;

   ⑷、上述预聚体加入去离子水中高速剪切分散；

   ⑸、加入中和试剂、小分子扩链剂高速剪切分散20分钟；

   ⑹、冷却后加入消泡剂、增稠剂、防腐剂和PH调节剂，搅拌20分钟，过滤包装。

所述的溶剂为亲水有机溶剂，主要是N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮。

所述的多异氰酸酯为HDI（六亚甲基二异氰酸酯）和IPDI（异佛尔酮二异氰酸酯）。

所述的聚合物多元醇为分子量在500～2000的聚醚类多元醇占70%、分子量1000的聚酯类多元醇占30%。

所述的亲水扩链剂为羧酸型的DMPA（二羟甲基丙酸）。

所述的小分子扩链剂为醇类的1，4-丁二醇。

所述的中和试剂为三乙胺。

所述的催化剂为有机锡类的DBTDL（二月桂酸二丁基锡）。

所述的增稠剂为聚氨酯类增稠剂。

所述的防腐剂为含有活性成分2-甲基-4异噻唑啉-3-酮系列。

本发明是采用上述配方，其与现有技术相比，有如下优点：

⑴、所制环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶具有合成工艺简单、安全环保、耐黄变性好、干燥快、耐水性好、粘接力特强等特点；

⑵、所采用的阶段式聚合工艺及两种多元醇按特殊比例搭配等配方设计技术方案，生产工艺稳定，产品性能优良，尤其是该水性胶在耐黄变、耐水性和干燥速度上较市面上的类似水性胶得到很大的提高，初粘性好、粘结力强；

(3)、所制备的环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶，在使用中既可单独直接使用，也可添加相关配套交联剂作为双组分拼板胶使用，以进一步提高其粘接性能，具有很好的使用推广价值；

⑷、所制备的环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶，可通过调节胶的粘度来适应不同的应用基材对胶的性能要求。

具体实施方式 

下面结合具体实施例来对本发明进行详细的说明。

实施例1，一种环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶的各组分的配比按质量百分比如下：

      溶剂：               5%

      多异氰酸酯：         20%

      聚合物多元醇：       25%

      亲水扩链剂：         5%

      小分子扩链剂：       2%

      中和试剂：           2%

      催化剂:              0.3%

      去离子水:            40%

      消泡剂:              0.1%

      PH调节剂:           0.2%

      增稠剂:              0.3%

      防腐剂:              0.1%。

实例2，一种环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶的各组分的配比按质量百分比如下：

      溶剂：               6%

      多异氰酸酯：         15%

      聚合物多元醇：       20%

      亲水扩链剂：         3%

      小分子扩链剂：       2%

      中和试剂：           1.8%

      催化剂:              0.5%

      去离子水:            50%

      消泡剂:              0.2%

      PH调节剂:           0.1%

      增稠剂:              1.2%

      防腐剂:              0.2%。

实施例3、一种环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶的各组分的配比按质量百分比如下：

      溶剂：               8%

      多异氰酸酯：         16%

      聚合物多元醇：       22%

      亲水扩链剂：         3%

      小分子扩链剂：       3%

      中和试剂：           1.5%

      催化剂:              0.4%

      去离子水:            44%

      消泡剂:              0.3%

      PH调节剂:           0.2%

      增稠剂:              1.5%

      防腐剂:              0.1%。

上述环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶的制备工艺如下：

   ⑴、将溶剂、聚合物多元醇、1/3的多异氰酸酯、亲水扩链剂等放入反应釜升温至73～75℃；

   ⑵、中途分三次加入催化剂和多异氰酸酯；

   ⑶、反应2.5～3.5个小时，温度控制在77～80℃;

   ⑷、上述预聚体加入去离子水中高速剪切分散；

   ⑸、加入中和试剂、小分子扩链剂高速剪切分散20分钟；

   ⑹、冷却后加入消泡剂、增稠剂、防腐剂和PH调节剂，搅拌20分钟，过滤包装。

本发明通过采用阶段式聚合工艺及两种多元醇按特殊比例搭配等配方设计技术聚合、调配了一种环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶；应用不同分子量的聚酯和聚醚搭配比例提升了水性胶的初粘性和粘结力性能；配合溶剂的选择大大缩短了常温下水性胶的干燥速度及聚合过程中粘度控制难的问题；采用分阶段添加异氰酸酯、催化剂的合成工艺使得预聚体合成趋于稳定、在温度为78～80℃时反应完全；采用HDI和IPDI并进行合理搭配，在满足水性胶高性能要求的同时，大大提升了水性胶的耐黄变性。在调胶阶段可通过调其粘度和固体份制得性能各异、适用领域不同的水性胶。

Claims (10)

1.一种环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶，其特征在于：各组分的配比按质量百分比如下：

      溶剂：               5～8%

      多异氰酸酯：         15～22%

      聚合物多元醇：       20～25%

      亲水扩链剂：         3～5%

      小分子扩链剂：       2～4%

      中和试剂：           1.5～2%

      催化剂:              0.3～0.5%

      去离子水:            40～50%

      消泡剂:              0.1～0.3%

      PH调节剂:           0.1～0.2%

      增稠剂:              0.3～1.5%

      防腐剂:              0.1～0.2%。

2.根据权利要求1所述的一种环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶，其特征在于：所述的溶剂为亲水有机溶剂，主要是N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮。

3.根据权利要求1所述的环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶，其特征在于：所述的多异氰酸酯为HDI和IPDI。

4.根据权利要求1所述的环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶，其特征在于：所述的聚合物多元醇为分子量在500～2000的聚醚类多元醇占70%、分子量1000的聚酯类多元醇占30%。

5.根据权利要求1所述的环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶，其特征在于：所述的亲水扩链剂为羧酸型的DMPA。

6.根据权利要求1所述的环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶，其特征在于：所述的小分子扩链剂为醇类的1，4-丁二醇。

7.根据权利要求1所述的环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶，其特征在于：所述的中和试剂为三乙胺。

8.根据权利要求1所述的环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶，其特征在于：所述的催化剂为有机锡类的DBTDL；所述的增稠剂为聚氨酯类增稠剂。

9.根据权利要求1所述的环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶，其特征在于：所述的防腐剂为含有活性成分2-甲基-4异噻唑啉-3-酮系列。

10.根据权利要求1所述的一种环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶，其特征在于：所述环保型耐黄变水性聚氨酯通用胶的制备工艺如下：

 ⑴、将溶剂、聚合物多元醇、1/3的多异氰酸酯、亲水扩链剂等放入反应釜升温至73～75℃；

  ⑵、中途分三次加入催化剂和多异氰酸酯；

  ⑶、反应2.5～3.5个小时，温度控制在77～80℃;

  ⑷、上述预聚体加入去离子水中，并进行高速剪切分散；

 ⑸、加入中和试剂、小分子扩链剂高速剪切分散20分钟；

  ⑹、冷却后加入消泡剂、增稠剂、防腐剂和PH调节剂，搅拌20分钟，过滤包装。