CN104726050B - 一种水处理膜用聚氨酯柔性胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水处理膜用聚氨酯柔性胶及其制备方法，采用以下组分及重量份的原料制备得到：多异氰酸酯40～60、增韧剂10～30、扩链剂10～30、稳定剂0.1～2、抗氧剂0.1～2、偶联剂0.1～3，与现有技术相比，本发明能够制备得到稳定而具有柔韧性的异氰酸酯预聚体，在常温和低温下存储稳定，不会变质，不会结晶，与大部分聚酯、聚醚混合后相溶性好，透明度保持高，应用于水处理膜组件封端，耐水性、耐老化性出色。

Description

一种水处理膜用聚氨酯柔性胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种胶黏剂及其制备方法，尤其是涉及一种水处理膜用聚氨酯柔性胶及其制备方法。

背景技术

随着环境污染问题的日益突出，污水处理的应用也越来越广泛，作为污水处理的新技术——膜组件应用，给污水处理带来了最为有效的解决方案，膜组件代替传统工艺中的二沉池，通过膜组件的过滤作用实现污泥与水的固液分离。目前，常用的膜组件按形状分为中空纤维管膜和板框式膜。而膜材本身是一种非常柔软的材质，在生产制造膜组件过程中，必须将膜材有效安全的固定，但又不能损伤膜材本身，由于膜材工作时必然存在轻微的幌动，所以需要有一种有效的胶粘剂来定位膜材，胶太硬容易折断膜材膜丝，太软无法定位甚至脱落，因此本发明主要根据该产品应用要求，在选择聚氨酯胶粘剂进行封装时，通过改进聚氨酯胶中固化剂的性能，选择合适的异氰酸酯进行预聚改性，以达到产品应用的要求。目前市场上现有的各种异氰酸酯存在各种问题，或者硬度过高，或者保存条件太苛刻，或者粘度太高，或者反应活性太低等，没有一款能够适合该领域比较通用的异氰酸酯胶粘剂。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种性能稳定并且具有一定柔韧性的水处理膜用聚氨酯柔性胶及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种水处理膜用聚氨酯柔性胶，采用以下组分及重量份的原料制备得到：

多异氰酸酯40～60、增韧剂10～30、扩链剂10～30、稳定剂0.1～2、抗氧剂0.1～2、偶联剂0.1～3。

所述的多异氰酸酯选自亚甲基多苯基异氰酸酯、液化二苯基甲烷二异氰酸酯、多元醇改性二苯基甲烷二异氰酸酯、亚甲基双(4-苯基异氰酸酯)或二苯甲烷-4，4-二异氰酸酯中的一种或几种。

所述的增韧剂选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯或二(异丙基)萘中的一种或几种。

所述的扩链剂选自三羟甲基丙烷、甘油、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、油脂多元醇、长链聚醚多元醇或低分子量聚酯多元醇中的一种或几种。

所述的稳定剂选自氧化钙、碳化二亚胺、单功能基团的异氰酸酯(TI)、多功能团异氰酸酯、对甲苯磺酰异氰酸酯、原甲酸三乙酯或膨润土复合丙烯酰胺中的一种或几种。

所述的抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂407、抗氧剂168、复合型抗氧剂B215、复合型抗氧剂B225或抗氧剂B900中的一种或几种。

所述的偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或两种组成。

水处理膜用聚氨酯柔性胶的制备方法采用以下步骤：

(1)将多异氰酸酯、增韧剂加入料釜中，并开启搅拌，保持常温状态，将扩链剂通过滴加的方式，逐步缓慢加入料釜中，滴加时间控制在30～60分钟；

(2)滴加完成后继续常温搅拌30分钟，随后设定加温至100～105℃，并密封料釜开始抽真空；

(3)当温度到达100℃时，保温3小时，随后开始冷却，设定80℃；

(4)当温度到达80℃时，加入抗氧剂和偶联剂，并重新开启真空保温30分钟，再降温至60℃；

(5)加入稳定剂，并缓慢开启搅拌，脱真空保持10分钟；

(6)检验胶粘剂性能与各项指标合格，即制备得到水处理膜用聚氨酯柔性胶。

上述聚氨酯柔性胶可以配合市面上部分聚酯、聚醚、油脂多元醇，通过恰当的比例，完成固化，形成一个性能优异的柔性固化体。

与现有技术相比，本发明通过在异氰酸酯分子结构上进一步嫁接一些低官能的长链分子，并且封闭了部分异氰酸酯结构键，降低了异氰酸酯的反应活性，使其在随后固化过程中，有效降低了产品的交联密度，从而达到降低产品固化的整体的硬度，通过扩联加长的分子链，增加了产品的整体柔韧性；而通过封闭部分异氰酸酯结构键，改变了原有异氰酸酯的特性，从而在耐低温流动性的改进上，进一步向聚酯、聚醚的特性发展，有效防冻、防止结晶倾向发展。通过本发明能够制备得到稳定而具有柔韧性的异氰酸酯预聚体，具有以下优点：

(1)在常温和低温下存储稳定，不会变质，不会结晶。

(2)色泽浅，与大部分聚酯、聚醚混合后相溶性好，透明度保持高。

(3)应用于水处理膜组件封端，耐水性、耐老化性出色。

(4)通过预聚封端，大大降低了产品对湿气的敏感性，不易在灌封中产生气泡。

(5)流动性好，非常利于缝隙的填充，不会产生缺胶。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种水处理膜用聚氨酯柔性胶及其制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将配方所述MDI50异氰酸酯55kg、二(异丙基)萘25kg加入料釜中，并开启搅拌，保持常温状态，将所需的扩链剂1，4-丁二醇0.5kg和油脂多元醇15kg的混合物通过滴加的方式，逐步缓慢加入料釜中，滴加时间控制在30～60分钟。

(2)滴加完成后继续常温搅拌30分钟，随后设定加温至100～105℃，并密封料釜开始抽真空。

(3)当温度到达100℃时，保温3小时，随后开始冷却，设定80℃。

(4)当温度到达80℃时，加入配方所述的抗氧剂407(1kg)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5kg，并重新开启真空保温30分钟，随后进一步降温至60℃。

(5)最后加入配方所述的稳定剂对甲苯磺酰异氰酸酯0.7kg，并缓慢开启搅拌，脱真空保持10分钟。

(6)检验胶粘剂性能与各项指标。

(7)趁热进行称量包装。

通过以上合成的得到的产品，我们与市场上常用的疏水性油脂多元醇按照1∶1比例配合，完全固化后，产品的硬度ShoreA30～40之间，固化物为浅黄色高透明弹性体，产品的断裂伸长率可以达到100～150％。

实施例2

一种水处理膜用聚氨酯柔性胶及其制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将配方所述MD-100LL异氰酸酯50kg、邻苯二甲酸二丁酯25kg加入料釜中，并开启搅拌，保持常温状态，将所需的扩链剂油脂多元醇20kg的混合物通过滴加的方式，逐步缓慢加入料釜中，滴加时间控制在30～60分钟。

(2)滴加完成后继续常温搅拌30分钟，随后设定加温至100～105℃，并密封料釜开始抽真空。

(3)当温度到达100℃时，保温3小时，随后开始冷却，设定80℃。

(4)当温度到达80℃时，加入配方所述的抗氧剂407(1kg)和γ(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.8kg，并重新开启真空保温30分钟，随后进一步降温至60℃。

(5)最后加入配方所述的稳定剂单功能基团的异氰酸酯0.6kg，并缓慢开启搅拌，脱真空保持10分钟。

(6)检验胶粘剂性能与各项指标。

(7)趁热进行称量包装。

通过以上合成的得到的产品，我们与市场上常用的疏水性油脂多元醇按照1∶1比例配合，完全固化后，产品的硬度ShoreA35～45之间，固化物为浅黄色高透明弹性体，产品的断裂伸长率可以达到70～120％。

实施例3

一种水处理膜用聚氨酯柔性胶，采用以下组分含量的原料制备得到：

多异氰酸酯40kg、增韧剂10kg、扩链剂10kg、稳定剂0.1kg、抗氧剂0.1kg、偶联剂0.1kg。采用的多异氰酸酯为亚甲基多苯基异氰酸酯，增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯，扩链剂为1，3-丙二醇，稳定剂为对甲苯磺酰异氰酸酯，抗氧剂为抗氧剂1076，偶联剂为γ(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。

水处理膜用聚氨酯柔性胶的制备方法采用以下步骤：

(1)将多异氰酸酯、增韧剂加入料釜中，并开启搅拌，保持常温状态，将扩链剂通过滴加的方式，逐步缓慢加入料釜中，滴加时间控制在30分钟；

(2)滴加完成后继续常温搅拌30分钟，随后设定加温至100℃，并密封料釜开始抽真空；

(3)当温度到达100℃时，保温3小时，随后开始冷却，设定80℃；

(4)当温度到达80℃时，加入抗氧剂和偶联剂，并重新开启真空保温30分钟，再降温至60℃；

(5)加入稳定剂，并缓慢开启搅拌，脱真空保持10分钟；

(6)检验胶粘剂性能与各项指标合格，即制备得到水处理膜用聚氨酯柔性胶。

实施例4

一种水处理膜用聚氨酯柔性胶，采用以下组分含量的原料制备得到：

多异氰酸酯60kg、增韧剂30kg、扩链剂30kg、稳定剂2kg、抗氧剂2kg、偶联剂3kg。多异氰酸酯为液化二苯基甲烷二异氰酸酯、多元醇改性二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物，增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯的混合物，扩链剂为1，3-丙二醇、1，4-丁二醇，稳定剂为对甲苯磺酰异氰酸酯，抗氧剂为复合型抗氧剂B215，偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

水处理膜用聚氨酯柔性胶的制备方法采用以下步骤：

(1)将多异氰酸酯、增韧剂加入料釜中，并开启搅拌，保持常温状态，将扩链剂通过滴加的方式，逐步缓慢加入料釜中，滴加时间控制在60分钟；

(2)滴加完成后继续常温搅拌30分钟，随后设定加温至105℃，并密封料釜开始抽真空；

(3)当温度到达100℃时，保温3小时，随后开始冷却，设定80℃；

(4)当温度到达80℃时，加入抗氧剂和偶联剂，并重新开启真空保温30分钟，再降温至60℃；

(5)加入稳定剂，并缓慢开启搅拌，脱真空保持10分钟；

(6)检验胶粘剂性能与各项指标合格，即制备得到水处理膜用聚氨酯柔性胶。

Claims (9)

1.一种水处理膜用聚氨酯柔性胶，其特征在于，该聚氨酯柔性胶采用以下组分及重量份的原料制备得到：

多异氰酸酯40～60、增韧剂10～30、扩链剂10～30、稳定剂0.1～2、抗氧剂0.1～2、偶联剂0.1～3；

水处理膜用聚氨酯柔性胶采用以下步骤：

(1)将多异氰酸酯、增韧剂加入料釜中，并开启搅拌，保持常温状态，将扩链剂通过滴加的方式，逐步缓慢加入料釜中，滴加时间控制在30～60分钟；

(2)滴加完成后继续常温搅拌30分钟，随后设定加温至100～105℃，并密封料釜开始抽真空；

(3)当温度到达100℃时，保温3小时，随后开始冷却，设定80℃；

(4)当温度到达80℃时，加入抗氧剂和偶联剂，并重新开启真空保温30分钟，再降温至60℃；

(5)加入稳定剂，并缓慢开启搅拌，脱真空保持10分钟；

(6)检验胶粘剂性能与各项指标合格，即制备得到水处理膜用聚氨酯柔性胶。

2.根据权利要求1所述的一种水处理膜用聚氨酯柔性胶，其特征在于，所述的多异氰酸酯选自亚甲基多苯基异氰酸酯、液化二苯基甲烷二异氰酸酯、多元醇改性二苯基甲烷二异氰酸酯、亚甲基双(4-苯基异氰酸酯)或二苯甲烷-4,4-二异氰酸酯中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种水处理膜用聚氨酯柔性胶，其特征在于，所述的增韧剂选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯或二(异丙基)萘中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种水处理膜用聚氨酯柔性胶，其特征在于，所述的扩链剂选自三羟甲基丙烷、甘油、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、油脂多元醇、长链聚醚多元醇或低分子量聚酯多元醇中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种水处理膜用聚氨酯柔性胶，其特征在于，所述的稳定剂选自氧化钙、碳化二亚胺、单功能基团的异氰酸酯、多功能团异氰酸酯、原甲酸三乙酯或膨润土复合丙烯酰胺中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述的一种水处理膜用聚氨酯柔性胶，其特征在于，所述的单功能基团的异氰酸酯为对甲苯磺酰异氰酸酯。

7.根据权利要求1所述的一种水处理膜用聚氨酯柔性胶，其特征在于，所述的抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂407、抗氧剂168、复合型抗氧剂B215、复合型抗氧剂B225或抗氧剂B900中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的一种水处理膜用聚氨酯柔性胶，其特征在于，所述的偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或两种组成。

9.如权利要求1-8中任一项所述的一种水处理膜用聚氨酯柔性胶的制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：

(1)将多异氰酸酯、增韧剂加入料釜中，并开启搅拌，保持常温状态，将扩链剂通过滴加的方式，逐步缓慢加入料釜中，滴加时间控制在30～60分钟；

(2)滴加完成后继续常温搅拌30分钟，随后设定加温至100～105℃，并密封料釜开始抽真空；

(3)当温度到达100℃时，保温3小时，随后开始冷却，设定80℃；

(4)当温度到达80℃时，加入抗氧剂和偶联剂，并重新开启真空保温30分钟，再降温至60℃；

(5)加入稳定剂，并缓慢开启搅拌，脱真空保持10分钟；

(6)检验胶粘剂性能与各项指标合格，即制备得到水处理膜用聚氨酯柔性胶。