CN103013423A - 耐高温水性聚氨酯胶黏剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐高温水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，该方法包括：制备主剂：通过聚醚二元醇与二异氰酸酯反应，丁酮做溶剂，生成端NCO的预聚体，降温，然后滴加扩链剂，加入环氧氯丙烷封端，封端后加入冰醋酸调节pH值为5～7，加入去离子水，高速搅拌分散，再加入经过处理的纳米二氧化硅，加入消泡剂，真空脱去丁酮，制得耐高温水性聚氨酯胶黏剂主剂。用水性环氧树脂做固化剂与主剂交联即得到胶黏剂。该方法制得的阳离子型水性聚氨酯胶黏剂，对玻纤布与PET的复合具有极高粘结强度，且在体系中环氧氯丙烷的加入，进一步提高了该款胶黏剂的阻燃性，加入环氧树脂提高其耐高温性能，是一款性能优异的玻纤布用水性聚氨酯胶黏剂。

Description

耐高温水性聚氨酯胶黏剂的制备方法

技术领域

本发明涉及聚氨酯胶黏剂，特别是涉及一种耐高温水性聚氨酯胶黏剂的制备方法。

背景技术

在建筑建材领域，大多数厂家仍在沿用双组分溶剂型胶黏剂。双组分溶剂型胶黏剂，下机需要熟化，能耗非常高；在使用中大量溶剂直接排放，环境污染大；且作为建筑建材用，国家要求具有阻燃性能，由于溶剂的大量使用，其阻燃性能也较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种耐高温水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，其环保性好，耐高温，能解决目前在建筑领域中使用的双组分溶剂型胶黏剂环保性不好且阻燃性差的问题。

解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供一种耐高温水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括：

制备主剂：

将数均分子量2000的聚四氢呋喃二醇真空脱水后，加入异佛尔酮二异氰酸酯和丁酮混合均匀，在80-85℃温度下反应3h，得到预聚体；

检测所述预聚体的NCO质量百分含量达到理论值，则降温至30℃，滴加用丁酮稀释的二乙烯三胺，控制滴加速度，滴加完毕后，保温40min，升温至80-90℃，加入环氧氯丙烷封端，搅拌20min，降温至40℃，加入冰醋酸调节pH值为5～7，保温20min，加去离子水高速分散，加入纳米二氧化硅，加入消泡剂，真空脱出丁酮，即制得耐高温水性聚氨酯胶黏剂的主剂；

将上述主剂与水性环氧树脂按质量比混合，即得到耐高温水性聚氨酯胶黏剂。

本发明的制备方法中，通过先制备一种纳米改性的阳离子水性聚氨酯作为主剂，再由水性环氧树脂交联固化制成的环氧交联的阳离子水性聚氨酯胶黏剂。该胶黏剂以水为溶剂克服掉了大量溶剂挥发对环境的污染，且体系中没有溶剂，还有环氧氯丙烷的加入较溶剂胶相比具有优异的阻燃性能；纳米二氧化硅的加入，提高了聚氨酯水胶的耐高温、耐水、耐候和透气性能等特点；环氧交联后，耐水性及溶剂性能得到了进一步的提高。是一款性能优异的绿色环保的耐高温、耐水、耐候的水性聚氨酯胶黏剂。

具体实施方式

下面对本发明实施例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。

实施例1

本实施例提供一种环氧交联的耐高温水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，该复合胶黏剂绿色环保，粘结强度高、阻燃、耐高温、耐溶剂性能优异，是一款性能优异的环氧交联的耐高温水性聚氨酯胶黏剂，该方法包括下述步骤：

制备主剂：

将聚四氢呋喃二醇（数均分子量2000）真空脱水后，加入异佛尔酮二异氰酸酯，混合均匀，升温，加入丁酮做溶剂，在80-85℃反应3h，得到预聚体；取样检测预聚体的NCO质量百分含量达到理论值（即预聚体的NCO质量百分含量为3.0～4.0%），则开始降温，降温至30℃，再滴加入用丁酮稀释的二乙烯三胺，控制滴加速度，滴加完毕后，保温40min，再升温至80-90℃，加入环氧氯丙烷封端，搅拌20min，降温至40℃，再加入冰醋酸（成盐剂）调节pH值为5～7，保温20min，加去离子水（水温控制在15℃以下）高速分散，再加入纳米二氧化硅，加入消泡剂，真空脱出丁酮，即制的环氧交联的水性聚氨酯胶黏剂的主剂；是一种纳米改性的阳离子水性聚氨酯的主剂；

将上述主剂与水性环氧树脂（作为固化剂）以质量比相混合，即制得该环氧交联的水性聚氨酯胶黏剂，可作为玻纤布与PET之间的粘合剂，该胶黏剂不仅阻燃且耐高温，是一款性能优异的阳离子水性聚氨酯胶黏剂。

上述方法中，制备主剂所用原材料按质量百分比为：

聚四氢呋喃二醇              75～80%；

异佛尔酮二异氰酸酯          15～20%；

二乙烯三胺                  2～3%；

环氧氯丙烷                  0.2～0.6%；

纳米二氧化硅                1～2%；

冰醋酸                      0.2～0.5%；

丁酮的加入量为上述各原料干基总重量的20%；

上述方法中，作为固化剂的水性环氧树脂采用E-44、E-51、E-60、E-20中的一种或几种。

上述方法中，主剂：水性环氧树脂的质量比=100：6～100：10。

上述方法中，消泡剂的加入量为最终胶黏剂总重量的千分之一。

本发明的制备方法中，通过一种制得纳米改性的阳离子水性聚氨酯的主剂后，再用水性环氧树脂做固化剂交联固化制得环氧交联的阳离子水性聚氨酯胶黏剂。该胶黏剂很好的解决了目前该领域所用溶剂型胶粘剂的技术缺陷，以水为溶剂克服掉了大量溶剂挥发对环境的污染，且体系中没有溶剂，还有环氧氯丙烷的加入较溶剂胶相比具有优异的阻燃性能；纳米二氧化硅的加入，提高了聚氨酯水胶的耐高温、耐水、耐候和透气性能等特点；环氧交联后，耐水性及溶剂性能得到了进一步的提高。是一款性能优异的绿色环保的耐高温、耐水、耐候的水性聚氨酯胶黏剂。是目前各类建筑建材，如玻纤布做外墙保温板时与PET等基材的复合的发展方向。

为便于理解，下面结合具体实施例对本发明的耐高温水性聚氨酯胶黏剂的制备方法作进一步说明。

实施例2

本实施例提供一种环氧交联的耐高温水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，制得的胶黏剂绿色环保，粘结强度高、阻燃、耐高温、耐溶剂性能优异，该方法包括下述步骤：

将75.9kg聚四氢呋喃二醇（数均分子量2000）真空脱水后，加入20kg异佛尔酮二异氰酸酯，混合均匀，升温，加入5kg丁酮做溶剂，在80-85℃反应3h，得到预聚体，取样检测预聚体的NCO质量百分含量为3.0%（达到理论值），则开始降温，降温至30℃，再滴加入用15kg丁酮稀释的2kg的二乙烯三胺，半小时滴加完毕后，保温40min，再升温至80-90℃，加入0.3kg的环氧氯丙烷封端，搅拌20min，降温至40℃，再加入0.3kg冰醋酸（成盐剂）调节pH值为5～7，保温20min，加入233kg去离子水以800转/min高速分散，再加入1.5kg纳米二氧化硅，加入0.35kg消泡剂，真空脱出丁酮，即制的环氧交联的水性聚氨酯胶黏剂的主剂。

将上述主剂与水性环氧树脂E-44做固化剂以100:6质量配比相混合，即制的环氧交联的水性聚氨酯胶黏剂。

实施例3

本实施例提供一种环氧交联的耐高温水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，制得的胶黏剂绿色环保，粘结强度高、阻燃、耐高温、耐溶剂性能优异，该方法包括下述步骤：

将78kg聚四氢呋喃二醇（数均分子量2000）真空脱水后，加入17.7kg异佛尔酮二异氰酸酯，混合均匀，升温，加入5kg丁酮做溶剂，在80-85℃反应3h，得到预聚体，取样检测预聚体的NCO质量百分含量为3.5%（达到理论值），则开始降温，降温至30℃，再滴加入用15kg丁酮稀释的2.5kg的二乙烯三胺，半小时滴加完毕后，保温40min，再升温至80-90℃，加入0.4kg的环氧氯丙烷封端，搅拌20min，降温至40℃，再加入0.2kg冰醋酸（成盐剂）调节pH值为5～7，保温20min，加入233kg去离子水以800转/min高速分散，再加入1.8kg纳米二氧化硅，加入0.35kg消泡剂，真空脱出丁酮，即制的环氧交联的水性聚氨酯胶黏剂的主剂。

将上述主剂与水性环氧树脂E-51做固化剂以100:7质量配比相混合，即制的环氧交联的水性聚氨酯胶黏剂，

实施例4

本实施例提供一种环氧交联的耐高温水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，制得的胶黏剂绿色环保，粘结强度高、阻燃、耐高温、耐溶剂性能优异，该方法包括下述步骤：

将80kg聚四氢呋喃二醇（分子量2000）真空脱水后，加入15kg异佛尔酮二异氰酸酯，混合均匀，升温，加入5kg丁酮做溶剂，在80-85℃反应3h，得到预聚体，取样检测预聚体的NCO质量百分含量为3.8%（达到理论值），则开始降温，降温至30℃，再滴加入用15kg丁酮稀释的2.0kg的二乙烯三胺，半小时滴加完毕，滴加完毕后，保温40min，再升温至80-90℃，加入0.5kg的环氧氯丙烷封端，搅拌20min，降温至40℃，再加入0.5kg冰醋酸（成盐剂）调节pH值为5～7，保温20min，加入233kg去离子水以800转/min高速分散，再加入1.0kg纳米二氧化硅，加入0.35kg消泡剂，真空脱出丁酮，即制的环氧交联的水性聚氨酯胶黏剂的主剂。

将上述主剂与水性环氧树脂E-20做固化剂以100:6质量配比相混合，即制的环氧交联的水性聚氨酯胶黏剂，

实施例5

本实施例提供一种环氧交联的耐高温水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，制得的胶黏剂绿色环保，粘结强度高、阻燃、耐高温、耐溶剂性能优异，该方法包括下述步骤：

将78kg聚四氢呋喃二醇（分子量2000）真空脱水后，加入19kg异佛尔酮二异氰酸酯，混合均匀，升温，加入5kg丁酮做溶剂，在80-85℃反应3h，得到预聚体；取样检测预聚体的NCO质量百分含量为4.0%（达到理论值），则开始降温，降温至30℃，再滴加入用15kg丁酮稀释的2.8kg的二乙烯三胺，半小时滴加完毕，滴加完毕后，保温40min，再升温至80-90℃，加入0.6kg的环氧氯丙烷封端，搅拌20min，降温至40℃，再加入0.5kg冰醋酸（成盐剂）调节pH值为5～7，保温20min，加入233kg去离子水以800转/min高速分散，再加入1.9kg纳米二氧化硅，加入0.35kg消泡剂，真空脱出丁酮，即制的环氧交联的水性聚氨酯胶黏剂的主剂。

将上述主剂与水性环氧树脂E-60做固化剂以100:10质量配比相混合，即制的环氧交联的水性聚氨酯胶黏剂，

综上所述，本发明实施例制备方法制得的胶黏剂以水为溶剂克服掉了大量溶剂挥发对环境的污染，且体系中没有溶剂，还有环氧氯丙烷的加入较溶剂胶相比具有优异的阻燃性能；纳米二氧化硅的加入，提高了聚氨酯水胶的耐高温、耐水、耐候和透气性能等特点；环氧交联后，耐水性及溶剂性能得到了进一步的提高，是一款性能优异的绿色环保的耐高温、耐水、耐候的水性聚氨酯胶黏剂。

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 (7)

1.一种耐高温水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括：

制备主剂：

将数均分子量2000的聚四氢呋喃二醇真空脱水后，加入异佛尔酮二异氰酸酯和丁酮混合均匀，在80-85℃温度下反应3h，得到预聚体；

检测所述预聚体的NCO质量百分含量达到理论值，则降温至30℃，滴加用丁酮稀释的的二乙烯三胺，控制滴加速度，滴加完毕后，保温40min，升温至80-90℃，加入环氧氯丙烷封端，搅拌20min，降温至40℃，加入冰醋酸调节pH值为5～7，保温20min，加去离子水以800转/min高速分散，加入纳米二氧化硅，加入消泡剂，真空脱出丁酮，即制得耐高温水性聚氨酯胶黏剂的主剂；

将上述主剂与水性环氧树脂按质量比混合，即得到耐高温水性聚氨酯胶黏剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制备主剂所用原料按质量百分比为：

聚四氢呋喃二醇              75～80%；

异佛尔酮二异氰酸酯          15～20%；

二乙烯三胺                  2～3%；

环氧氯丙烷                  0.2～0.6%；

纳米二氧化硅                1～2%；

冰醋酸                      0.2～0.5%；

丁酮用量为上述各原料干基总重量的20%；

去离子用量为上述各原料干基总重量的70%

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预聚体NCO的质量百分含量为3.0～4.0%，则符合理论值的要求。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分散用的去离子水的水温为15℃以下。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为水性环氧树脂E44、水性环氧树脂E-51、水性环氧树脂E-60、水性环氧树脂E-20中的至少一种。

6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述主剂：水性环氧树脂的质量比为100：6～100：10。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述消泡剂的加入量为胶黏剂总量的千分之一。