CN103571425A - 一种耐水解聚氨酯胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种耐水解聚氨酯胶黏剂及其制备方法。该耐水解聚氨酯胶黏剂包括主剂和固化剂两部分，主剂的组分包括聚酯多元醇、碳化二亚胺、二苯基甲烷二异氰酸酯、己二酸、聚己内酯、聚四氢呋喃醚多元醇、消泡剂和去离子水。该耐水解聚氨酯胶黏剂中的固化剂为HDI或HMDI中的一种或两种组成。本发明所公开的耐水解聚氨酯胶黏剂具有优良的耐水解性，极大的拓宽了聚氨酯胶粘剂的使用范围,尤其是适合对耐水性要求极高的涂料、包装等领域,且制备工艺简单，节约了生产成本，起到了节能降耗的作用。

Description

一种耐水解聚氨酯胶黏剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯胶黏剂及其制备方法，特别是涉及一种耐水解聚氨酯胶黏剂及其制备方法。

背景技术

目前，水性聚氨酯胶黏剂已广泛应用于印刷以及食品包装等行业。由于水性聚氨酯胶黏剂以水为介质，因此其具有无毒、不易燃、环境友好、成本低等优点。但是同时由于在分子结构中引入了一些亲水基团，使得其耐水性较差，进而影响了产品的使用寿命，浪费了材料。近几年来随着地球环境保护问题的日益严峻，人们的安全和环保意识的加强，科研人员越来越重视耐水解性聚氨酯胶黏剂的开发和应用。

北京高盟新材料股份有限公司在公开号为CN102391821A的发明专利上公开了植株用水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法。该专利所述的胶黏剂是通过聚醚多元醇与异氰酸反应一段时间后，加入环氧树脂、亲水扩链剂和一缩二乙二醇，反应一定时间生成预聚体，加入溶剂降低预聚体粘度，再通过中和成盐、乳化，再真空脱去溶剂制成主剂后，加入一定比例的固化剂，即可制的植株用水性聚氨酯胶黏剂。

佛山市南海霸力化工制品有限公司和中山大学CN101597369A的发明专利上公开了一种含脂环族磺酸型亲水性扩链剂的高固含量聚氨酯乳液及其制备方法。该含脂环族磺酸型亲水性扩链剂的高固含量聚氨酯乳液，由如下重量百分数的物质制成：二异氰酸酯9.5%～16.5%、聚酯多元醇78%～88%、二羟甲基丙酸0.25%～0.45%、成盐试剂0.25%～0.45%、脂环族磺酸型亲水扩链剂1.4%～3.8%、二元胺扩链剂0.9%～1.9%和有机锡催化剂0.01%～0.02%。该发明的含脂环族磺酸型亲水性扩链剂的高固含量聚氨酯乳液，其固含量均可达到50%以上，并且具有很好的耐热性和耐水解性，可用于涂料及胶黏剂，尤其能够满足高性能的水性聚氨酯胶黏剂和涂料产品。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐水解性聚氨酯胶黏剂。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种耐水解性聚氨酯胶黏剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：提供一种耐水解聚氨酯胶黏剂的组成。该胶黏剂包括主剂和固化剂两部分，其特征在于主剂的组分包括聚酯多元醇、碳化二亚胺、二苯基甲烷二异氰酸酯、己二酸、聚己内酯、聚四氢呋喃醚多元醇、消泡剂和去离子水。主剂中聚酯多元醇、碳化二亚胺、三乙胺、二苯基甲烷二异氰酸酯、己二酸、聚己内酯、聚四氢呋喃醚多元醇的质量百分比为：

聚四氢呋喃醚多元醇      60%～78%

二苯基甲烷二异氰酸酯    6%～8%

碳化二亚胺              2%～10%

聚酯多元醇              3%～5%

己二酸                  4%～8%

三乙胺                  2%～5%

聚己内酯                0.5%～0.8%

所述消泡剂的用量为聚酯多元醇、碳化二亚胺、三乙胺、二苯基甲烷二异氰酸酯、己二酸、聚己内酯、聚四氢呋喃醚多元醇和去离子水总重量的0.1%～0.5%；所述去离子水的用量为聚酯多元醇、碳化二亚胺、三乙胺、二苯基甲烷二异氰酸酯、己二酸、聚己内酯、聚四氢呋喃醚多元醇总重量的2～3倍。该胶黏剂中的固化剂为HDI或HMDI中的一种或两种组成。

为解决上述技术问题，本发明提出的另一个技术方案是：一种耐水解聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征在于包括下述顺序步骤：

（1）将聚酯多元醇进行脱水处理后，与己二酸和聚己内酯在氮气保护氛围下熔融形成成分均匀的混合物，温度为50℃～70℃；

（2）在氮气保护范围下，向上述混合物中加入二苯基甲烷二异氰酸酯，发生反应，生成预聚物，反应时间2～6h，反应温度为60℃～80℃；

（3）待上述（2）步骤形成稳定的预聚物以后，停止通氮气，向其中加入三乙胺和聚四氢呋喃醚多元醇的水溶液，发生反应，反应时间为30～50min，生成白色的乳液；

（4）向上述步骤（3）所形成的白色乳液中加入碳化二亚胺、消泡剂和去离子水，发生反应，反应时间为20～30min，制得耐水解性聚氨酯胶黏剂的主剂；

（5）向上述步骤（4）所制的的主剂中加入固化剂，主剂与固化剂的重量比为100:1～100:5，发生反应，反应时间为15～30min，然后进行减压蒸馏，残留物即为耐水解聚氨酯胶黏剂。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：（1）具有强效的耐水解性及耐腐蚀性；（2）可常温固化，初始强度大，胶接工艺简便，可操作性好；（3）该制备工艺简单，节约了生产成本，起到了节能降耗的作用；（4）极大的拓宽了聚氨酯胶黏剂的使用范围，尤其是适合对耐水性要求极高的涂料、包装等领域。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。

实施例

本实施例所述耐水解聚氨酯胶黏剂是由主剂和固化剂组成。主剂的组分包括聚酯多元醇、碳化二亚胺、二苯基甲烷二异氰酸酯、己二酸、聚己内酯、聚四氢呋喃醚多元醇、消泡剂和去离子水。主剂中聚酯多元醇、碳化二亚胺、三乙胺、二苯基甲烷二异氰酸酯、己二酸、聚己内酯、聚四氢呋喃醚多元醇的质量百分比为：

聚四氢呋喃醚多元醇      70%

二苯基甲烷二异氰酸酯    7%

碳化二亚胺              6%

聚酯多元醇              4%

己二酸                  5%

三乙胺                  4%

聚己内酯                0.6%

该胶黏剂在制备时，具体顺序步骤如下：

（1）将聚酯多元醇进行脱水处理后，与己二酸和聚己内酯在氮气保护氛围下熔融形成成分均匀的混合物，温度为60℃；

（2）在氮气保护范围下，向上述混合物中加入二苯基甲烷二异氰酸酯，发生反应，生成预聚物，反应时间5h，反应温度为75℃；

（3）待上述（2）步骤形成稳定的预聚物以后，停止通氮气，向其中加入三乙胺和聚四氢呋喃醚多元醇的水溶液，发生反应，反应时间为40min，生成白色的乳液；

（4）向上述步骤（3）所形成的白色乳液中加入碳化二亚胺、消泡剂和去离子水，发生反应，反应时间为25min，制得耐水解性聚氨酯胶黏剂的主剂；

（5）向上述步骤（4）所制的的主剂中加入固化剂，主剂与固化剂的重量比为100:4，发生反应，反应时间为20min，然后进行减压蒸馏，残留物即为耐水解聚氨酯胶黏剂。

以上所述实施例，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种耐水解聚氨酯胶黏剂包括主剂和固化剂两部分，其特征在于主剂的组分包括聚酯多元醇、碳化二亚胺、二苯基甲烷二异氰酸酯、己二酸、聚己内酯、聚四氢呋喃醚多元醇、消泡剂和去离子水。

2.依据权利要求书1所述的胶黏剂，其特征在于所述的主剂中聚酯多元醇、碳化二亚胺、三乙胺、二苯基甲烷二异氰酸酯、己二酸、聚己内酯、聚四氢呋喃醚多元醇的质量百分比为：

聚四氢呋喃醚多元醇      60%～78%

二苯基甲烷二异氰酸酯    6%～8%

碳化二亚胺                   2%～10%

聚酯多元醇                   3%～5%

己二酸                         4%～8%

三乙胺                         2%～5%

聚己内酯                      0.5%～0.8%

所述消泡剂的用量为聚酯多元醇、碳化二亚胺、三乙胺、二苯基甲烷二异氰酸酯、己二酸、聚己内酯、聚四氢呋喃醚多元醇和去离子水总重量的0.1%～0.5%；

所述去离子水的用量为聚酯多元醇、碳化二亚胺、三乙胺、二苯基甲烷二异氰酸酯、己二酸、聚己内酯、聚四氢呋喃醚多元醇总重量的2～3倍。

3.依据权利要求书1所述的胶黏剂，其特征在于所述的固化剂为HDI或HMDI中的一种或两种组成。

4.一种耐水解聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征在于包括下述顺序步骤：

（1）将聚酯多元醇进行脱水处理后，与己二酸和聚己内酯在氮气保护氛围下熔融形成成分均匀的混合物，温度为50℃～70℃；

（2）在氮气保护范围下，向上述混合物中加入二苯基甲烷二异氰酸酯，发生反应，生成预聚物，反应时间2～6h，反应温度为60℃～80℃；

（3）待上述（2）步骤形成稳定的预聚物以后，停止通氮气，向其中加入三乙胺和聚四氢呋喃醚多元醇的水溶液，发生反应，反应时间为30～50min，生成白色的乳液；

（4）向上述步骤（3）所形成的白色乳液中加入碳化二亚胺、消泡剂和去离子水，发生反应，反应时间为20～30min，制得耐水解性聚氨酯胶黏剂的主剂；

（5）向上述步骤（4）所制的的主剂中加入固化剂，主剂与固化剂的重量比为100:1～100:5，发生反应，反应时间为15～30min，然后进行减压蒸馏，残留物即为耐水解聚氨酯胶黏剂。