CN103834344A - 一种快固双组分聚氨酯结构胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明的名称为一种快固双组分聚氨酯结构胶及其制备方法。属于双组分聚氨酯结构胶技术领域。它主要是提供一种替代双组分丙烯酸酯结构胶的快固双组分聚氨酯结构胶及其制备方法。它的主要特征是：A组分含多元醇25％～50％Wt、扩链剂8％～30％Wt、填料15％～35％Wt、偶联剂0.5％～1％Wt、催化剂0％～1.5％Wt；B组分含多元醇5％～15％Wt、异氰酸酯60～75％Wt、增塑剂15～25％。本发明具有可按目视体积比混合，固化速度快，不存在刺激性气味，操作简单，固化速度快，使用更环保的特点，主要用于替代双组分丙烯酸酯结构胶。

Description

一种快固双组分聚氨酯结构胶及其制备方法

技术领域

本发明属于双组分聚氨酯结构胶技术领域。可机械自动混合、涂胶或按目视体积比1：1手动混合、涂胶，操作简便，固化后强度高，用于金属与非金属之间的结构粘接。 

背景技术

双组分丙烯酸酯结构胶具有工艺简单，可按目视体积比混合，固化速度快等优点，因而得到广泛应用，但使用时的明显缺点是存在强烈的刺激性气味，即使固化后仍有未参与反应的有刺激性气味的单体会缓慢向外释放，尤其是在密闭环境中，如汽车制造业，放置较长时间仍有刺激性气味。因此，人们普遍期望有一种环保、使用简单、固化快的结构胶黏剂出现。 

双组分聚氨酯胶黏剂有着优异的性能，对大多数材料均有较强的粘接性能，可设计为结构胶黏剂，同时，双组分聚氨酯胶黏剂具有耐震动、耐低温，无溶剂环保，应用广泛。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种具备双组分丙烯酸酯结构胶的优点，同时又不存在强烈的刺激性气味，操作简单，固化速度快的快固双组分聚氨酯结构胶。 

本发明的进一步目的是提供一种制备上述快固双组分聚氨酯结构胶的方法。 

为实现上述目的，本发明采用如下技术解决方案： 

一种快固双组分聚氨酯结构胶，其特征在于：包括多元醇组合物A组分和改性异氰酸酯B组分，A组分和B组分按体积比为1：1混合而成，其中：

A组分含多元醇25％～50％Wt、扩链剂8％～30％Wt、填料15％～35％Wt、偶联剂0.5％～1％Wt、催化剂0％～1.5％Wt；

B组分含多元醇5％～15％Wt、异氰酸酯60～75％Wt、增塑剂15～25％。

本发明快固双组分聚氨酯结构胶技术解决方案中所述的A组分中多元醇为聚氧化乙烯多元醇、聚氧化丙烯多元醇、聚酯多元醇、端羟基聚丁二烯多元醇等或其混合物；A组分多元醇中至少含有一种或多种官能度>2.0、分子量在500～3000的一种或多种多元醇的混合物。 

本发明快固双组分聚氨酯结构胶技术解决方案中所述的A组分中扩链剂中至少含有一种或多种分子量500以下的多元醇等、多元胺或其混合物。 

本发明快固双组分聚氨酯结构胶技术解决方案中所述的A组分中填料为碳酸钙、滑石粉、硅微粉、钛白粉或其混合物。 

本发明快固双组分聚氨酯结构胶技术解决方案中所述的A组分中偶联剂为端环氧基硅烷偶联剂。 

本发明快固双组分聚氨酯结构胶技术解决方案中所述的A组分中催化剂为脂肪族胺类催化剂、脂环族胺类催化剂、有机金属催化剂或其混合物。 

本发明快固双组分聚氨酯结构胶技术解决方案中所述的A组分中催化剂为N,N-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、N-乙基吗啉、N-甲基吗啉、N, N' -二乙基哌嗪、二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡等或其混合物。 

本发明快固双组分聚氨酯结构胶技术解决方案中所述的B组分中的异氰酸酯含量为15～25％Wt。 

本发明快固双组分聚氨酯结构胶技术解决方案中所述的B组分中多元醇为聚氧化乙烯多元醇、聚氧化丙烯多元醇、聚酯多元醇、端羟基聚丁二烯多元醇等或其混合物；B组分多元醇中含有分子量在1000及以下的一种或多种多元醇的混合物。 

本发明快固双组分聚氨酯结构胶技术解决方案中所述的B组分中异氰酸酯为4，4’－二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4’－二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯或其混合物。 

本发明快固双组分聚氨酯结构胶技术解决方案中所述的B组分中增塑剂为邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、烷基磺酸苯酯类或其混合物。 

本发明快固双组分聚氨酯结构胶技术解决方案中所述的B组分中增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异癸酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、烷基磺酸苯酯或其混合物。 

本发明快固双组分聚氨酯结构胶的制备方法，包括如下步骤： 

A组分的制备方法为：

将所述多元醇和扩链剂按比例加入反应釜中并加热至100～120℃，并在真空度≤-0.08Mpa下搅拌脱水1～2小时，然后降温至60℃以下，转入到行星搅拌动混机中，然后按比例加入所述填料、偶联剂、催化剂，在真空度≤-0.08Mpa下搅拌1～2小时，出料。

B组分的制备方法为： 

将所述多元醇按比例加入反应釜中并加热至100～120℃，并在真空度≤-0.08Mpa下搅拌脱水1～2小时，然后降温至60℃以下，加入所述异氰酸酯，于氮气保护下在60～80℃搅拌反应2～5小时，加入所述增塑剂搅拌30分钟出料。

本发明快固双组分聚氨酯结构胶的应用工艺，其特征在于：将所述A组分和B组分分别置于自动涂胶机A、B罐中，通过静态混合器按A组分：B组分体积比为1：1混合后涂胶；更进一步的方式是采用体积比为1：1的双管包装，使用时接上静态混合管用体积比1：1双管胶抢直接打出涂胶；更简单的方式是使用者按目视体积比1：1手动混合、涂胶。 

本发明具备双组分丙烯酸酯结构胶的优点，如可按目视体积比混合，固化速度快的优点，同时避免丙烯酸酯结构胶的刺激性气味，操作简单，固化速度快，使用更环保；铝/铝剪切强度达到 14.5～20.4MPa。本发明主要用于替代双组分丙烯酸酯结构胶，应用于汽车生产中内饰件、风道等的粘接、密封，还可用于汽车维修时的快速定位、修复。 

具体实施方式

下列实施例将更详细介绍本发明，但本发明不局限于此。 

实施例1见表一： 

                                                                                 

配比：A:B=1：1 （V/V）

性能测试：

拉伸剪切强度按GB/T 7124  胶黏剂拉伸剪切强度测定方法（金属对金属）执行，固化条件为23℃×7d。

测试结果见表六。 

实施例2见表二： 

配比：A:B=1：1 （V/V）

性能测试同实施例1。

测试结果见表六。 

实施例3见表三： 

配比：A:B=1：1 （V/V）

性能测试同实施例1。

测试结果见表六。 

实施例4见表四： 

配比：A:B=1：1 （V/V）

性能测试同实施例1。

测试结果见表六。 

实施例5见表五： 

配比：A:B=1：1 （V/V）

性能测试同实施例1。

测试结果见表六。 

Claims (13)

1.一种快固双组分聚氨酯结构胶，其特征在于：包括多元醇组合物A组分和改性异氰酸酯B组分，A组分和B组分按体积比为1：1混合而成，其中：

A组分含多元醇25％～50％Wt、扩链剂8％～30％Wt、填料15％～35％Wt、偶联剂0.5％～1％Wt、催化剂0％～1.5％Wt；

B组分含多元醇5％～15％Wt、异氰酸酯60～75％Wt、增塑剂15～25％。

2.根据权利要求1所述的快固双组分聚氨酯结构胶，其特征在于：所述的A组分中多元醇为聚氧化乙烯多元醇、聚氧化丙烯多元醇、聚酯多元醇、端羟基聚丁二烯多元醇或其混合物；A组分多元醇中至少含有一种或多种官能度>2.0、分子量在500～3000的一种或多种多元醇的混合物。

3.    根据权利要求1所述的快固双组分聚氨酯结构胶，其特征在于：所述的A组分扩链剂中至少含有一种或多种分子量500以下的多元醇、多元胺或其混合物。

4.根据权利要求1所述的快固双组分聚氨酯结构胶，其特征在于：所述的A组分中填料为碳酸钙、滑石粉、硅微粉、钛白粉或其混合物。

5.根据权利要求1所述的快固双组分聚氨酯结构胶，其特征在于：所述的A组分中偶联剂为端环氧基硅烷偶联剂。

6.根据权利要求1所述的快固双组分聚氨酯结构胶，其特征在于：所述的A组分中催化剂为脂肪族胺类催化剂、脂环族胺类催化剂、有机金属催化剂或其混合物。

7.根据权利要求6所述的快固双组分聚氨酯结构胶，其特征在于：所述的A组分中催化剂为N,N-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、N-乙基吗啉、N-甲基吗啉、N, N' -二乙基哌嗪、二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或其混合物。

8.根据权利要求1所述的快固双组分聚氨酯结构胶，其特征在于：所述的B组分的异氰酸酯含量为15～25％Wt。

9.根据权利要求1所述的快固双组分聚氨酯结构胶，其特征在于：所述的B组分中多元醇为聚氧化乙烯多元醇、聚氧化丙烯多元醇、聚酯多元醇、端羟基聚丁二烯多元醇等或其混合物；B组分多元醇中含有分子量在1000及以下的一种或多种多元醇的混合物。

10.根据权利要求1所述的快固双组分聚氨酯结构胶，其特征在于：所述的B组分中异氰酸酯为4，4’－二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4’－二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯或其混合物。

11.根据权利要求1所述的快固双组分聚氨酯结构胶，其特征在于：所述的B组分中增塑剂为邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、烷基磺酸苯酯类或其混合物。

12.根据权利要求11所述的快固双组分聚氨酯结构胶，其特征在于：所述的B组分中增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异癸酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、烷基磺酸苯酯或其混合物。

13.一种用于制备权利要求1至12中任一项所述的快固双组分聚氨酯结构胶的方法，包括如下步骤：

A组分的制备方法为：

将所述多元醇和扩链剂按比例加入反应釜中并加热至100～120℃，并在真空度≤-0.08Mpa下搅拌脱水1～2小时，然后降温至60℃以下，转入到行星搅拌动混机中，然后按比例加入所述填料、偶联剂、催化剂在真空度≤-0.08Mpa下搅拌1～2小时，出料；

B组分的制备方法为：

将所述多元醇按比例加入反应釜中并加热至100～120℃，并在真空度≤-0.08Mpa下搅拌脱水1～2小时，然后降温至60℃以下，加入所述异氰酸酯，于氮气保护下在60～80℃搅拌反应2～5小时，加入所述增塑剂搅拌30分钟出料。