CN104893643A - 一种单组份湿固化聚氨酯胶黏剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种单组份湿固化聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特点是,包括：在反应釜中加入聚醚多元醇和多异氰酸酯充分搅拌，反应温度为80-90℃，反应2-4小时；反应结束后，降温至40-60℃，缓慢加入多元醇，加入时间为1.5-2小时，加入时温度控制在55-65℃,加完多元醇后升温至70-90℃反应2-4小时；降温至60℃加入萜烯树脂和溶剂，在80℃反应2小时；加入共聚树脂和溶剂，在70-90℃反应1-3小时，降温至常温过滤制得成品。在双组分聚氨酯胶粘剂混合和计量过程中耗时少、成本低、易操作，制备出的胶黏剂无甲醛释放，耐水性、耐老化性好，对粘接基材含水率要求低，对被粘材料适应性强，在室温条件下即可固化。

Description

一种单组份湿固化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技术领域，具体涉及一种单组份湿固化聚氨酯胶黏剂的制备方法。

背景技术

聚氨酯胶黏剂(PU)由于综合性能优良而被广泛地应用于民用、体育、航天、军事等领域,成为不可缺少的重要材料之一。聚氨酯胶黏剂是指在分子键中含有异氰酸酯基（－ＮＣＯ）及氨基甲酸酯基（-ＮＨ-ＣＯＯ-），具有很高的极性和活泼性的一类胶黏剂。它极易与材料中的活泼氢反应，通过调节原料和配方，可以制备出满足不同材料之间的粘接要求的产品，其作为粘接和弹性密封材料应用非常广泛，与泡沫、木材、塑料、皮革、织物、陶瓷、金属、橡胶、玻璃等材料都具有良好的粘接力，因此在泡沫塑料、弹性体、胶黏剂、涂料等多个领域得到了广泛的应用。此外，聚氨酯胶黏剂还具有韧性可调节、粘接工艺简便、极佳的机械性能和优良的耐低温性能等特性，成为国内外发展最快的胶黏剂之一，产品种类日益繁多，应用范围日益广泛，在国民经济中的地位日益突出。聚氨酯胶黏剂的多样性以及其优异的粘接特性为许多粘接难题都准备了解决的方法，且特别适用于其他类型胶黏剂不能粘接或粘接有困难的地方。正是由于聚氨酯胶黏剂这种优良的粘接性能和对多种基材的粘接适应性，使其应用领域不断扩大，在国内外近年来成为发展最快的胶黏剂,其优点是：1.适用范围广，粘接强度高，由于聚氨酯胶黏剂的分子链中-ＮＣＯ具有很高的活性和很强的极性，可以和多种含活泼氢的官能团反应，形成界面化学键结合，对多种材料具有极强的黏附性能，是一种应用广泛且性能优良的胶黏剂。不仅可以粘结多孔性的材料，如泡沫塑料、陶瓷、木材、织物等，而且可以胶接多种金属、无机材料、塑料、橡胶和皮革等。因而在汽车、木材、鞋业、包装、建筑、油墨、书籍、铁路建设、航天器材的粘接、文物保护与修复、军工产业、文具用品、医疗卫生等方面均有广泛的应用。2.黏合工艺简单，使用方便，聚氨酯胶黏剂可加热固化，也可室温固化，且固化时一般没有副反应产生，不易使粘合层产生缺陷。因此粘合工艺简便，使用方便、简单快捷。3.可配制不同硬度的胶黏剂，通过调节聚氨酯树脂的配方，可控制分子链中软段与硬段的比例以及结构，制备得到从柔软到坚硬的一系列不同硬度的胶黏剂，从而满足不同材料的粘接。4.突出的耐低温性能，在极低的温度下，一般的高分子材料都转化为玻璃态而变脆，但聚氨酯胶黏剂即使在-２５０℃也具有较高的剥离强度。

现有技术中,木材所使用最多的单组分聚氨酯胶粘剂是水性聚氨酯胶粘剂和热熔型聚氨酯胶粘剂。水性聚氨酯胶粘剂耐水性较差，固化时间较长;热熔型聚氨酯胶粘剂使用时需要加热，且有粘板现象。

发明内容

本发明的目的是，针对现有的单组分聚氨酯胶粘剂一系列问题，以聚醚多元醇、多异氰酸酯、多元醇、萜烯树脂为主要原料，提供一种适用于合成木材的单组分湿固化聚氨酯胶粘剂的制备方法,其制备方法的成本低、易操作，制备出的胶黏剂无甲醛释放，耐水性、耐老化性好，对粘接基材含水率要求低，对被粘材料适应性强，在室温条件下即可固化且不需要使用其它交联剂，施工方便，能够广泛的用于木材的胶合及二次加工。

实现本发明采用的技术方案是：一种单组份湿固化聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征是,包括以下步骤：

  1）在反应釜中加入聚醚多元醇和多异氰酸酯充分搅拌，反应温度为80-90℃，反应2-4小时；

  2）反应结束后，降温至40-60℃，缓慢加入多元醇，加入时间为1.5-2小时，加入时温度控制在55-65℃,加完多元醇后升温至70-90℃反应2-4小时；

  3）降温至60℃加入萜烯树脂和溶剂，在80℃反应2小时；

  4）加入共聚树脂和溶剂，在70-90℃反应1-3小时，降温至常温过滤制得成品。

所述步骤1中聚醚多元醇为聚醚二醇、聚醚三醇中的至少一种，所述多异氰酸酯为TDI、IPDI、MDI、HDI中的至少一种。

所述步骤2中多元醇为乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、季戊四醇、1，4-丁二醇中的至少一种。

所述步骤3中所述萜烯树脂为软化点在85-110℃的萜烯树脂。所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸溶纤剂、醋酸丁酯中的至少一种。

所述步骤4中所述共聚树脂为石油与松香的共聚树脂。

所述聚醚多元醇分子量为500—6500。

所述聚醚多元醇、多异氰酸酯、多元醇、萜烯树脂、溶剂的质量比为1:0.6-1.5:0.1-0.5:0.1-0.2:0.05-0.5。

本发明一种单组份湿固化聚氨酯胶黏剂的制备方法的有益效果是：在双组分聚氨酯胶粘剂混合和计量过程中耗时少、成本低、易操作，制备出的胶黏剂无甲醛释放，耐水性、耐老化性好，对粘接基材含水率要求低，对被粘材料适应性强，在室温条件下即可固化且不需要使用其它交联剂，施工方便，能够广泛的用于木材的胶合及二次加工。

具体实施方式

实施例1：

实施例1的一种单组份湿固化聚氨酯胶黏剂的制备方法,其步骤如下:

1）在反应釜中加入分子量为6500的聚醚二醇和TDI充分搅拌，反应温度为80℃，反应2.5小时；

2）反应结束后，降温至45℃，缓慢加入一缩二乙二醇，加入时间为2.0小时，加入时温度控制在58℃,加完多元醇后升温至85℃反应2.5小时；

3）降温至60℃加入软化点为90℃萜烯树脂和醋酸溶纤剂，在80℃反应2小时；

4）加入石油与松香的共聚树脂和醋酸溶纤剂，在80℃反应2小时，降温至常温过滤制得成品。

 聚醚二醇、TDI、一缩二乙二醇、萜烯树脂、醋酸溶纤剂的质量比为1:0.6:0.2:0.15：0.25。

实施例2:

实施例2的一种单组份湿固化聚氨酯胶黏剂的制备方法,其步骤如下:

1）在反应釜中加入分子量为3500的聚醚三醇和MDI充分搅拌，反应温度为82℃，反应2小时；

2）反应结束后，降温至60℃，缓慢加入乙二醇，加入时间为1.8小时，加入时温度控制在55℃,加完多元醇后升温至70℃反应4小时；

3）降温至60℃加入软化点为110℃萜烯树脂和醋酸溶纤剂，在80℃反应2小时；

4）加入石油与松香的共聚树脂和醋酸溶纤剂，在70℃反应3小时，降温至常温过滤制得成品。

  聚醚三醇、MDI、乙二醇、萜烯树脂、醋酸溶纤剂的质量比为1:1.0:0.1:0.18：0.4。

实施例3：

实施例3的一种单组份湿固化聚氨酯胶黏剂的制备方法,其步骤如下:

1）在反应釜中加入分子量为5000的聚醚三醇和MDI充分搅拌，反应温度为85℃，反应3.5小时；

2）反应结束后，降温至55℃，缓慢加入丙二醇，加入时间为1.9小时，加入时温度控制在62℃,加完多元醇后升温至75℃反应3小时；

3）降温至60℃加入软化点为100℃萜烯树脂和醋酸丁酯，在80℃反应2小时；

4）加入石油与松香的共聚树脂和醋酸丁酯，在85℃反应1.5小时，降温至常温过滤制得成品。

  聚醚三醇、MDI、丙二醇、萜烯树脂、醋酸丁酯的质量比为1:0.8:0.4:0.12：0.5。

实施例4：

实施例4的一种单组份湿固化聚氨酯胶黏剂的制备方法,其步骤如下:

1）在反应釜中加入分子量为2000的聚醚二醇和HDI充分搅拌，反应温度为88℃，反应4小时；

2）反应结束后，降温至50℃，缓慢加入1，4-丁二醇中，加入时间为1.5小时，加入时温度控制在65℃,加完多元醇后升温至80℃反应3.5小时；

3）降温至60℃加入软化点为105℃萜烯树脂和醋酸乙酯，在80℃反应2小时；

4）加入石油与松香的共聚树脂和醋酸乙酯，在75℃反应2.5小时，降温至常温过滤制得成品。

聚醚二醇、HDI、1，4-丁二醇、萜烯树脂、醋酸乙酯的质量比为1:1.2:0.5:0.2：0.15。

实施例5：

实施例5的一种单组份湿固化聚氨酯胶黏剂的制备方法,其步骤如下:

1）在反应釜中加入分子量为500的聚醚二醇和TPDI充分搅拌，反应温度为90℃，反应3小时；

2）反应结束后，降温至40℃，缓慢加入季戊四醇，加入时间为1.7小时，加入时温度控制在60℃,加完多元醇后升温至90℃反应2小时；

3）降温至60℃加入软化点为85℃萜烯树脂和醋酸乙酯，在80℃反应2小时；

4）加入石油与松香的共聚树脂和醋酸乙酯，在90℃反应1小时，降温至常温过滤制得成品。

 聚醚二醇、TPDI、季戊四醇、萜烯树脂、醋酸乙酯的质量比为1:1.5:0.3:0.1：0.05。

本发明的实施例为有限具体实例，并非穷举，本领域技术人员不经过创造性劳动的简单复制和改进，仍属于本发明权利要求所保护的范围。

Claims (8)

1.一种单组份湿固化聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征是,包括以下步骤：

  1）在反应釜中加入聚醚多元醇和多异氰酸酯充分搅拌，反应温度为80-90℃，反应2-4小时；

  2）反应结束后，降温至40-60℃，缓慢加入多元醇，加入时间为1.5-2小时，加入时温度控制在55-65℃,加完多元醇后升温至70-90℃反应2-4小时；

  3）降温至60℃加入萜烯树脂和溶剂，在80℃反应2小时；

  4）加入共聚树脂和溶剂，在70-90℃反应1-3小时，降温至常温过滤制得成品。

2.根据权利要求1所述的单组份湿固化聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征是，所述步骤1）中聚醚多元醇为聚醚二醇、聚醚三醇中的至少一种，所述多异氰酸酯为TDI、IPDI、MDI、HDI中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的单组份湿固化聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征是，所述步骤2）中多元醇为乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、季戊四醇、1，4-丁二醇中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的单组份湿固化聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征是，所述步骤3）中所述萜烯树脂为软化点在85-110℃的萜烯树脂。

5.所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸溶纤剂、醋酸丁酯中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的单组份湿固化聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征是，，所述步骤4）中所述共聚树脂为石油与松香的共聚树脂。

7.根据权利要求1所述的单组份湿固化聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征是，所述聚醚多元醇分子量为500—6500。

8.根据权利要求1所述的单组份湿固化聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征是，所述聚醚多元醇、多异氰酸酯、多元醇、萜烯树脂、溶剂的质量比为1:0.6-1.5:0.1-0.5:0.1-0.2:0.05-0.5。