CN104194706A - 一种双组份水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双组份水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法，属于高分子材料技术领域。包括第一组分和第二组分，第一组分按质量比包括如下组分：水性聚氨酯乳液100；消泡剂0.01～0.1；润湿剂0.05～0.5；增稠剂0.05～0.5；第二组分按质量比包括如下组分：固化剂2～10；所述第一组分和第二组分使用时按质量比复配使用。本发明还公开了一种双组份水性聚氨酯胶黏剂的制备方法。本发明克服了常见有机溶剂型鞋用胶水存在的环境污染、火灾隐患和操作人员的健康危害因素的问题，并且具有优异的粘结强度和出色的耐热性与耐湿性。本水性聚氨酯胶黏剂为双组份，第一组分制备完成后包装，使用时再按照使用量添加第二组分，减少水性聚氨酯胶黏剂的过度浪费。
Description
技术领域
本发明涉及一种双组份水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
中国是制鞋工业的大国，制鞋产量已达200亿双之多，作为劳动密集型的制鞋产业，溶剂型鞋用胶水在国内仍占主导地位。由于大多数有机溶剂具有可燃性，而且大多数有机混合物会造成空气污染及烟雾的生成，在空气中含量到达一定程度时，容易被引燃或导致爆炸；而且在挥发溶剂的环境下，不仅造成人员心智疲乏，更为严重的是容易导致严重的职业病发生，甚而给女工的下一代带来严重危害，并且物料成本、人工成本高，综合成本较高。
发明内容：
有鉴于此，本发明一个目的是提出一种双组份水性聚氨酯胶黏剂，克服了常见有机溶剂型鞋用胶水存在的环境污染、火灾隐患和操作人员的健康危害因素的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
在一些说明性的实施例中，所述一种双组份水性聚氨酯胶黏剂，包括第一组分和第二组分，第一组分按质量比包括如下组分：
第二组分按质量比包括如下组分：
固化剂 2～10；
所述第一组分和第二组分使用时按质量比复配使用。
本发明的另一个目的是提出一种双组份水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，在一些说明性实施例中，上述双组份水性聚氨酯胶黏剂的制备方法包括以下步骤：
第一组分的制备：在不锈钢高速分散釜内投入水性聚氨酯乳液，调节转速至200转/分钟，滴入消泡剂，在所述转速下搅拌5分钟；加入润湿剂，在所述转速下搅拌10分钟；
投入聚氨酯增稠剂，调节转速至300转/分钟,并搅拌40分钟，得到所述第一组分；
第二组分的制备：将一定量所述第一组分加入到不锈钢搅拌器内，按比例加入所述固化剂，在转速200转/分钟下搅拌5～15分钟。
与现有技术相比，本发明的说明性实施例包括以下优点：
通过水性聚氨酯胶黏剂组分中指定的消泡剂、湿润剂、增稠剂和固化剂的添加，使得水性聚氨酯胶黏剂具有出色的耐热性与耐湿性，同时还具有优异的粘结强度。并且使用时只需刷一遍水性聚氨酯胶黏剂，与同样条件下的其他水性聚氨酯胶黏剂相比，胶黏剂成本降低，人工等成本减少，综合成本降低。并且本水性聚氨酯胶黏剂为双组份，第一组分制备完成后包装，使用时再按照使用量添加第二组分，减少水性聚氨酯胶黏剂的过度浪费。该水性聚氨酯胶黏剂可应用于鞋底，也可以应用在汽车内饰、包装材料等领域。
为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。
具体实施方式
以下给出的本发明的具体实施方式中，提出大量特定细节，以便于提供对本发明的透彻理解。但是，本领域的技术人员会理解，即使没有这些特定细节也可实施本发明。在其它情况下，没有详细描述众所周知的方法、过程和组件，以免影响对本发明的理解。
在一些说明性实施例中，公开了一种双组份水性聚氨酯胶黏剂，包括第一组分和第二组分，第一组分按质量比包括如下组分：
第二组分按质量比包括如下组分：
固化剂 2～10；
所述第一组分和第二组分使用时按质量比复配使用。
在一些说明性实施例中，所述的水性聚氨酯乳液选自自制的固体含量为40％～50％的阴离子脂肪族水性聚氨酯乳液或德国拜耳U54。
其中，自制的固体含量为40％～50％的阴离子脂肪族水性聚氨酯乳液制备方法，以HDI(六亚甲基二异氰酸酯)、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)和聚己二酸-1,4-丁二醇酯(分子量为2000)为基本原料，将聚己二酸-1,4-丁二醇酯放入配有电动搅拌器、温度计和氮气进出口的四口烧瓶中，在120℃左右抽真空脱水30分钟，降温至85℃后，加入DMPA，5分钟后用注射器加入HDI和IPDI，在氮气保护下85℃搅拌反应4小时候降温至50摄氏读后，加入含有三乙胺的丙醇溶液，搅拌中和反应15分钟，滴加SDBS水溶液，搅拌20分钟，滴加乙二胺水溶液，5分钟后再加入蒸馏水，搅拌乳化，50℃下减压脱除丙酮，等到自制的固体含量为40％～50％的阴离子脂肪族水性聚氨酯乳液。所述德国拜耳U54为市售产品，优选地是产地为德国的德国拜耳U54，所购买的德国拜耳U54固含量是50％，使用时，可以用去离子水配置为固含量含有40％～50％。
在一些说明性实施例中，所述的消泡剂是在聚乙二醇中的憎水固体和破泡聚硅氧烷混合物。
在一些说明性实施例中，上述的消泡剂选自德国毕克BYK-021、德国毕克BYK-024、德国毕克BYK-028、德国毕克BYK-031、德国迪高TEGOFoamex825中的一种。
其中德国毕克BYK-021、德国毕克BYK-024、德国毕克BYK-028、德国毕克BYK-031、德国迪高TEGO Foamex825均选自市售产品，优选地是产地为德国的德国毕克BYK-024、德国毕克BYK-028和德国迪高TEGOFoamex825的消泡剂。
在一些说明性实施例中，所述的润湿剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物。
在一些说明性实施例中，所述的聚硅氧烷-聚醚共聚物选自德国迪高Wet KL245、德国毕克BYK-301中的一种。
其中，德国迪高Wet KL245、德国毕克BYK-301均选自市售产品，优选地是产地为德国的德国迪高Wet KL245和德国毕克BYK-301。
在一些说明性实施例中，所述的增稠剂为聚氨酯疏水缔合型增稠剂，其固含量为30％～40％。
在一些说明性实施例中，所述的聚氨酯疏水缔合型增稠剂选自德国海明斯德国海明斯德国迪高TEGO ViscoPlus3030中的一种。
其中，德国海明斯德国海明斯德国迪高TEGO ViscoPlus3030均选自市售产品，优选地是产地为德国的德国海明斯和德国迪高TEGOViscoPlus3030。
在一些说明性实施例中，所述的固化剂是亲水改性HDI三聚体；所述HDI为六亚甲基二异氰酸酯的简称；所述亲水改性HDI三聚体选自万华化学的日本NPU的AQ-140中的一种。
其中，万华化学的日本NPU的AQ-140选自市售产品，日本NPU的AQ-140优选地是产地为日本。
本发明所述的双组份水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
第一组分的制备：在不锈钢高速分散釜内投入所述水性聚氨酯乳液，调节转速至200转/分钟，滴入所述消泡剂，在所述转速下搅拌5分钟；加入所述润湿剂，在所述转速下搅拌10分钟；投入所述聚氨酯增稠剂，调节转速至300转/分钟,并搅拌40分钟，得到所述第一组分；
第二组分的制备：将一定量所述第一组分加入到不锈钢搅拌器内，按比例加入所述固化剂，在转速200转/分钟下搅拌5～15分钟。
双组份制备所用用量均按照上述质量比添加。
为使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容。
实施例1一种水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括以下工艺流程：
第一组分制备：向1吨的不锈钢高速分散釜内投入质量比为100的固含量为50％的U54(德国拜耳)，调节转速至200转/分钟，缓慢滴入质量比为0.05的BYK-024(市售，德国毕克)消泡剂，在200转/分钟搅拌5分钟，缓慢加入质量比为0.1的Wet KL245(市售，德国迪高)润湿剂，在200转/分钟搅拌10分钟，投入质量比为0.08的PUR-40(市售，德国海明斯)增稠剂，调节转速至300转/分钟,并搅拌40分钟，过滤，包装待使用。
根据使用量要求，将一定量上述第一组分加入到不锈钢搅拌器内，转速调节至200转/分钟，将质量比为3的AQ-140(市售，日本NPU)固化剂缓慢加入，搅拌5分钟，配制成本发明最终使用的双组分水性聚氨酯胶黏剂。
实施例2一种水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括以下工艺流程：
第一组分制备：向1吨的不锈钢高速分散釜内投入质量比为100的固含量为45％的自制阴离子脂肪族水性聚氨酯乳液，调节转速至200转/分钟，缓慢滴入质量比为0.03的TEGO Foamex825(市售，德国迪高)消泡剂，在200转/分钟搅拌5分钟，缓慢加入质量比为0.25的BYK-301(市售，德国毕克)润湿剂，在200转/分钟搅拌10分钟，投入质量比为0.3的TEGOViscoPlus3030(市售，德国迪高)增稠剂，调节转速至300转/分钟,并搅拌40分钟，过滤，包装待使用。
根据使用量要求，将一定量上述第一组分加入到不锈钢搅拌器内，转速调节至200转/分钟，将质量比为4的(市售，万华化学)固化剂缓慢加入，搅拌10分钟，配制成本发明最终使用的双组分水性聚氨酯胶黏剂。
实施例3一种水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括以下工艺流程：
第一组分制备：向1吨的不锈钢高速分散釜内投入质量比为100的固含量为50％的自制阴离子脂肪族水性聚氨酯乳液，调节转速至200转/分钟，缓慢滴入质量比为0.05的TEGO Foamex825(市售，德国迪高)消泡剂，在200转/分钟搅拌5分钟，缓慢加入质量比为0.5的Wet KL245(市售，德国迪高)润湿剂，在200转/分钟搅拌10分钟，投入质量比为0.5的TEGO ViscoPlus3030(市售，德国迪高)增稠剂，调节转速至300转/分钟,并搅拌40分钟，过滤，包装待使用。
根据使用量要求，将一定量上述第一组分加入到不锈钢搅拌器内，转速调节至200转/分钟，将质量比为5的(市售，万华化学)固化剂缓慢加入，搅拌10分钟，配制成本发明最终使用的双组分水性聚氨酯胶黏剂。
实施例4一种水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括以下工艺流程：
第一组分制备：向1吨的不锈钢高速分散釜内投入质量比为100的固含量为50％的U54(德国拜耳)，调节转速至200转/分钟，缓慢滴入质量比为0.1的BYK-021(市售，德国毕克)消泡剂，在200转/分钟搅拌5分钟，缓慢加入质量比为0.5的BYK-301(市售，德国毕克)润湿剂，在200转/分钟搅拌10分钟，投入质量比为0.5的(市售，德国海明斯)增稠剂，调节转速至300转/分钟,并搅拌40分钟，过滤，包装待使用。
根据使用量要求，将一定量上述第一组分加入到不锈钢搅拌器内，转速调节至200转/分钟，将质量比为10的AQ-140(市售，日本NPU)固化剂缓慢加入，搅拌10分钟，配制成本发明最终使用的双组分水性聚氨酯胶黏剂。
实施例5一种水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括以下工艺流程：
第一组分制备：向1吨的不锈钢高速分散釜内投入质量比为100的固含量为50％的自制阴离子脂肪族水性聚氨酯乳液，调节转速至200转/分钟，缓慢滴入质量比为0.01的TEGO Foamex825(市售，德国迪高)消泡剂，在200转/分钟搅拌5分钟，缓慢加入质量比为0.05的BYK-301(市售，德国毕克)润湿剂，在200转/分钟搅拌10分钟，投入质量比为0.05的(市售，德国海明斯)增稠剂，调节转速至300转/分钟,并搅拌40分钟，过滤，包装待使用。
根据使用量要求，将一定量上述第一组分加入到不锈钢搅拌器内，转速调节至200转/分钟，将质量比为2的(市售，万华化学)固化剂缓慢加入，搅拌10分钟，配制成本发明最终使用的双组分水性聚氨酯胶黏剂。
对上述实施例1-5的产品进行胶黏剂性能指标测试结果如表1所示。
表1水性聚氨酯胶黏剂性能指标测试结果
对实施例1-5得到的水性聚氨酯胶黏剂进行初粘性及后期强度测试，将实施例1-5所得到的水性聚氨酯胶黏剂涂抹在试件上，试件尺寸16cm×2.5cm。在30℃下放置5min后，测试初期拉力；30℃放置5天后，测试后期拉力。得到的水性聚氨酯胶黏剂初期拉力和后期拉力数据如表2所示。
表2水性聚氨酯胶黏剂初期拉力和后期拉力(N/mm)：
| 品牌 | 初期拉力 | 后期拉力 |
| 实施例1 | 5.2 | 9.4 |
| 实施例2 | 5.3 | 9.5 |
| 实施例3 | 5.5 | 9.8 |
| 实施例4 | 5.4 | 9.1 |
| 实施例5 | 5.2 | 9.0 |
对实施例1-5得到的水性聚氨酯胶黏剂进行初期耐热性测试，将实施例1-5所得到的水性聚氨酯胶黏剂涂抹在试件上，试件尺寸11cm×2.5cm。测试条件：室温放置5分钟，测试条件为80℃，放置15分钟，观察弹开长度。得到的水性聚氨酯胶黏剂初期耐热性数据如表3所示。
表3初期耐热性(单位：cm)
对实施例1-5得到的水性聚氨酯胶黏剂进行后期耐热性测试，将实施例1-5所得到的水性聚氨酯胶黏剂涂抹在试件上，橡胶试件尺寸为16cm×2.5cm，在30℃条件下放置5天后，测试耐湿热性能。测试条件为烘箱温度为70℃，相对湿度为95RH％。得到的水性聚氨酯胶黏剂后期耐湿热性数据如表4所示。
表4后期耐湿热性(单位：cm)
本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
Claims (10)
1.一种双组份水性聚氨酯胶黏剂，包括第一组份和第二组分，其特征在于：
第一组分按质量比包括如下组分：
第二组分按质量比包括如下组分：
固化剂 2～10；
所述第一组分和第二组分使用时按质量比复配使用。
2.根据权利要求1所述的双组份水性聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述的水性聚氨酯乳液选自自制的固体含量为40％～50％的阴离子脂肪族水性聚氨酯分散体或德国拜耳U54；
自制的固体含量为40％～50％的阴离子脂肪族水性聚氨酯乳液以HDI(六亚甲基二异氰酸酯)、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)和聚己二酸-1,4-丁二醇酯(分子量为2000)为基本原料，SDBS(二氨基苯磺酸钠)和DMPA(2，2-二羟甲基丙酸)为内乳化剂，通过丙酮法(含有三乙胺的丙酮溶液)，得到自制的固体含量为40％～50％的阴离子脂肪族水性聚氨酯乳液。
3.根据权利要求1所述的双组份水性聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述的消泡剂是在聚乙二醇中的憎水固体和破泡聚硅氧烷混合物。
4.根据权利要求3所述的双组份水性聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述的消泡剂选自德国毕克BYK-021、德国毕克BYK-024、德国毕克BYK-028、德国毕克BYK-031、德国迪高TEGO Foamex825中的一种。
5.根据权利要求1所述的双组份水性聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述的润湿剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物。
6.根据权利要求5所述的双组份水性聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述的聚硅氧烷-聚醚共聚物选自德国迪高Wet KL245、德国毕克BYK-301中的一种。
7.根据权利要求1所述的双组份水性聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述的增稠剂为聚氨酯疏水缔合型增稠剂，其固含量为30％～40％。
8.根据权利要求7所述的双组份水性聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述的聚氨酯疏水缔合型增稠剂选自德国海明斯德国海明斯德国迪高TEGO ViscoPlus3030中的一种。
9.根据权利要求1所述的双组份水性聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述的固化剂是亲水改性HDI三聚体；
所述HDI为六亚甲基二异氰酸酯的简称；
所述亲水改性HDI三聚体选自万华化学日本NPU的AQ-140中的一种。
10.根据权利要求1-9任何一项所述的双组份水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
在不锈钢高速分散釜内加入所述水性聚氨酯乳液，调节转速至200转/分钟，滴入所述消泡剂，在所述转速下搅拌5分钟；加入所述润湿剂，在所述转速下搅拌10分钟；加入所述聚氨酯增稠剂，调节转速至300转/分钟,并搅拌40分钟，得到所述第一组分；
将一定量所述第一组分加入到不锈钢搅拌器内，按比例加入所述固化剂，在转速200转/分钟下搅拌5～15分钟，得到所述双组份水性聚氨酯胶黏剂。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |