CN105038563A - 单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂及其制备方法，胶粘剂包括聚合物多元醇70-75份，环氧树脂1-3份，小分子醇扩链剂3-5份，异氰酸酯15-25份，有机锡类0.03-0.05份和胺扩链剂1-3份，该胶粘剂使用乙醇作为溶剂，使用了性能稳定的环氧树脂，能够有效降低胶粘剂的结晶度，可得无色透明的胶液，并且胶液中不含游离的异氰酸酯，在生产及施工过程中较环保，不会对工人的身体造成伤害，操作工艺也较灵活，可刷胶、喷胶、辊胶，能够满足汽车顶棚、天窗包边粘接需求。
Description
技术领域
本发明属于化学领域，具体涉及单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂，还涉及该胶粘剂的制备方法。
背景技术
目前汽车顶棚与天窗包边用胶粘剂主要是溶剂型聚氨酯胶粘剂和热熔胶黏剂。其中溶剂型聚氨酯胶粘剂含有大量有机溶剂环己烷、环己酮、二氯甲烷、甲苯、二甲苯，不仅污染环境，而且粘结件有VOC残留，在施工时会危害操作工人的身体，而且粘接件的VOC残留最终会危害消费者的身体。热熔胶粘剂不含溶剂，比较环保，但是对生产设备要求较高，大大增加了生产成本而且在使用时温度较高，能耗大，对操作工艺要求也较苛刻。
因此，急需一种气味低、粘结强度高、绿色环保的胶黏剂来满足汽车顶棚、天窗包边粘接的需求，且对生产设备要求不高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂；本发明的目的之二在于提供单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂的制备方法。
为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：
单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂，按重量份计包括聚合物多元醇70-75份，环氧树脂1-3份，小分子醇扩链剂3-5份，异氰酸酯15-25份，有机锡类0.03-0.05份和胺扩链剂1-3份。
优选的，所述聚合物多元醇为己二酸型聚酯多元醇、苯酐聚酯多元醇，聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚醚多元醇中的至少一种或两种；所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种；所述小分子醇扩链剂为乙二醇、丙二醇、新戊二醇、1,6己二醇，1,4-环己烷二甲醇、二乙二醇、二丙二醇、3-甲基-1,5-戊二醇，1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、一缩二乙二醇中的一种或几种；所述有机锡类为二月桂酸有机锡或/和辛酸亚锡；所述胺扩链剂为二乙烯三胺、1,6-己二胺、异氟尔酮二胺或乙二胺。
本发明中，所述胶粘剂还包括助剂1～10份；优选的，所述助剂为增粘树脂、丙烯酸树脂或pH调节剂。
2、所述单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂的制备方法，将聚合物多元醇和环氧树脂在110～130℃下脱水，然后加入异氰酸酯反应后再加入小分子醇扩链剂进行扩链，扩链后加入有机锡类催化形成预聚体，然后向预聚体中加入胺扩链剂进行扩链得初始胶液，扩链过程中加入乙醇调节粘度，再加入助剂得单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂。
优选的，将聚合物多元醇和环氧树脂在120℃、150r/min脱水2h，然后加入异氰酸酯在80℃、270r/min反应1h，反应后再加入小分子醇扩链剂在80℃、270r/min扩链1h，扩链后加入有机锡类在74℃、270r/min催化反应3.5h，形成预聚体，然后向所得预聚体中加入胺扩链剂在水浴温度36～40℃，转速500r/min下扩链得初始胶液，扩链过程中加入乙醇调节粘度，再加入助剂得单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂。
优选的，所述助剂为增粘树脂、丙烯酸树脂或pH调节剂。更优选的，pH调节剂为乙酸或/和醋酸甲酯。
本发明的有益效果在于：本发明公开了单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂，以乙醇作溶剂，使用性能稳定的环氧树脂，能够有效降低胶粘剂的结晶度，可得无色透明的胶液，并且胶液中不含游离的异氰酸酯(-NCO)，在生产及施工过程中较环保，不会对工人的身体造成伤害，操作工艺也较灵活，可刷胶、喷胶、辊胶。此外，本发明制得的胶粘剂在冬季，醇溶性聚氨酯胶粘剂的抗冻性能好，对水蒸气也不敏感，梅雨季节及潮湿气候不会影响其正常生产，而且对生产设备要求也不高，无需设备改造就可直接生产，绿色环保，无毒无害。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1
单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂，按重量份计包括如下组分：己二酸型聚酯多元醇72份，环氧树脂3份，乙二醇1份、丙二醇3份，甲苯二异氰酸酯10份、1,6-六亚甲基二异氰酸酯10份，二月桂酸有机锡0.04份，二乙烯三胺2份和增粘树脂1份。
单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂的制备方法：将环氧树脂、己二酸型聚酯多元醇在120℃、150r/min脱水2h，然后加入甲苯二异氰酸酯和1,6-六亚甲基二异氰酸酯在80℃、270r/min反应1h，反应后再加入乙二醇和丙二醇在80℃、270r/min扩链1h，扩链后加入二月桂酸有机锡在74℃、270r/min催化反应3.5h，形成预聚体，然后向所得预聚体中加入二乙烯三胺在水浴温度38℃，转速500r/min下扩链得初始胶液，扩链过程中加入乙醇调节粘度，最后加入增粘树脂得单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂。
制得的胶粘剂能耐110℃高温，粘接PU泡与汽车顶棚骨架剥离强度达27N/25cm，经检测胶液中无游离的-NCO，粘接样件常温常湿晾置2天后无VOC残留，是目前溶剂型胶粘剂中较环保的一种，无污染溶剂的排放，无论是生产还是施工均对接触胶液工人的身体无伤害。
实施例2
单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂，按重量份计包括如下组分：苯酐聚酯多元醇25份，聚己内酯多元醇55份，环氧树脂3份，新戊二醇1.5份、1,6己二醇1.5份，异氟尔酮二异氰酸酯12份、二苯基甲烷二异氰酸酯13份，辛酸亚锡0.05份，1,6-己二胺1份和丙烯酸树脂4份。
单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂的制备方法：将苯酐聚酯多元醇，聚己内酯多元醇和环氧树脂在110℃、150r/min脱水2h，然后加入异氟尔酮二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯在80℃、270r/min反应1h，反应后再加入新戊二醇和1,6己二醇在80℃、270r/min扩链1h，扩链后加入辛酸亚锡在74℃、270r/min催化反应3.5h，形成预聚体，然后向所得预聚体中加入1,6-己二胺在水浴温度36℃，转速500r/min下扩链得初始胶液，扩链过程中加入乙醇调节粘度，再加入丙烯酸树脂得单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂。
制得的胶粘剂能耐110℃高温，粘接PU泡与汽车顶棚骨架剥离强度达27N/25cm，经检测胶液中无游离的-NCO，粘接样件常温常湿晾置2天后无VOC残留，是目前溶剂型胶粘剂中较环保的一种，无污染溶剂的排放，无论是生产还是施工均对接触胶液工人的身体无伤害。
实施例3
单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂，按重量份计包括如下组分：聚碳酸酯多元醇30份、聚醚多元醇45份，环氧树脂1份，1,4-环己烷二甲醇3份、二乙二醇2份，苯二亚甲基二异氰酸酯15份，二月桂酸有机锡0.03份，异氟尔酮二胺3份，乙酸3份和醋酸甲酯7份。
单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂的制备方法：将聚碳酸酯多元醇、聚醚多元醇和环氧树脂在130℃、150r/min脱水2h，然后加入苯二亚甲基二异氰酸酯在80℃、270r/min反应1h，反应后再加入1,4-环己烷二甲醇和二乙二醇在80℃、270r/min扩链1h，扩链后加入二月桂酸有机锡在74℃、270r/min催化反应3.5h，形成预聚体，然后向所得预聚体中加入1,6-己二胺在水浴温度40℃，转速500r/min下扩链得初始胶液，扩链过程中加入乙醇调节粘度，加入乙酸、醋酸甲酯得单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂。
制得的胶粘剂能耐110℃高温，粘接PU泡与汽车顶棚骨架剥离强度达27N/25cm，经检测胶液中无游离的-NCO，粘接样件常温常湿晾置2天后无VOC残留，是目前溶剂型胶粘剂中较环保的一种，无污染溶剂的排放，无论是生产还是施工均对接触胶液工人的身体无伤害。
本发明中聚合物多元醇为己二酸型聚酯多元醇、苯酐聚酯多元醇，聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚醚多元醇中的至少一种或两种；异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种；小分子醇扩链剂为乙二醇、丙二醇、新戊二醇、1,6己二醇，1,4-环己烷二甲醇、二乙二醇、二丙二醇、3-甲基-1,5-戊二醇，1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、一缩二乙二醇中的一种或几种；有机锡类为二月桂酸有机锡或/和辛酸亚锡；胺扩链剂为二乙烯三胺、1,6-己二胺、异氟尔酮二胺或乙二胺均可实现发明目的。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (7)
1.单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂，其特征在于，按重量份计包括聚合物多元醇70-75份，环氧树脂1-3份，小分子醇扩链剂3-5份，异氰酸酯15-25份，有机锡类0.03-0.05份和胺扩链剂1-3份。
2.根据权利要求1所述单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂，其特征在于：所述聚合物多元醇为己二酸型聚酯多元醇、苯酐聚酯多元醇，聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚醚多元醇中的至少一种或两种；所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种；所述小分子醇扩链剂为乙二醇、丙二醇、新戊二醇、1,6己二醇，1,4-环己烷二甲醇、二乙二醇、二丙二醇、3-甲基-1,5-戊二醇，1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、一缩二乙二醇中的一种或几种；所述有机锡类为二月桂酸有机锡或/和辛酸亚锡；所述胺扩链剂为二乙烯三胺、1,6-己二胺、异氟尔酮二胺或乙二胺。
3.根据权利要求1或2所述单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂，其特征在于：所述胶粘剂还包括助剂1～10份。
4.根据权利要求1或2所述单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂，其特征在于：所述助剂为增粘树脂、丙烯酸树脂或pH调节剂。
5.权利要求1～4任一项所述单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于：将聚合物多元醇和环氧树脂在110～130℃下脱水，然后加入异氰酸酯反应后再加入小分子醇扩链剂进行扩链，扩链后加入有机锡类催化形成预聚体，然后向预聚体中加入胺扩链剂进行扩链得初始胶液，扩链过程中加入乙醇调节粘度，然后再加入助剂得单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂。
6.根据权利要求3所述单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于：将聚合物多元醇和环氧树脂在120℃、150r/min脱水2h，然后加入异氰酸酯在80℃、270r/min反应1h，反应后再加入小分子醇扩链剂在80℃、270r/min扩链1h，扩链后加入有机锡类在74℃、270r/min催化反应3.5h，形成预聚体，然后向所得预聚体中加入胺扩链剂在水浴温度36～40℃，转速500r/min下扩链得初始胶液，扩链过程中加入乙醇调节粘度，然后加入助剂得单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂。
7.根据权利要求5或6所述单组份醇溶性环保型耐高温聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于：所述助剂为增粘树脂、丙烯酸树脂或pH调节剂。
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