CN105368370A - 一种水性聚氨酯壁纸胶 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水性聚氨酯壁纸胶，包括以下原料组分及重量份：水性聚氨酯树脂100份；润湿流平剂0.1～0.5份；防霉剂0.1～1.0份；增稠剂0.2～1.0份。本发明获得壁纸胶施工工艺简单，不需要在贴合前先在墙体上刷一层基膜(抗碱封闭作用)，直接将水性聚氨酯墙纸胶涂刷于墙纸上，然后贴合在墙体上即可，具有优异的耐碱性能，制成的水性聚氨酯墙纸胶膜放在10％的氢氧化钠溶液中浸泡72小时无异常，耐水解达到五年以上；水性聚氨酯壁纸胶不仅储存稳定，安全环保，无甲醛释放，而且产品贴合牢度高，贴合干燥后撕裂强度达到40N以上；施工方便，不需要勾兑，可直接涂刷，克服了淀粉胶、糯米胶在冬季施工时慢干燥的弊端。

Description

一种水性聚氨酯壁纸胶

技术领域

本发明涉及胶粘剂领域，具体公开了一种水性聚氨酯壁纸胶。

背景技术

壁纸胶主要用来粘贴壁纸和壁布，是建材装演行业常用的一种胶粘剂，粘住墙纸和保证墙纸的使用寿命是最基本的功能。目前市场墙纸用胶粘剂有：淀粉胶粘剂、纤维素胶粘剂和化工品胶粘剂。淀粉胶粘剂存储不稳定，干燥速度慢，性能易发生变化。纤维素胶粘剂是以优质长绒棉纤维为原料而制，受其原料影响，其成本高，价格昂贵。单独使用胶粘能力达不到墙纸粘接要求，需要进行淀粉改性或者与化学品胶水混合使用。

壁纸胶用变性淀粉多以食用淀粉为主要原料，目前国内淀粉合成技术多偏向淀粉的反应机理和理论，而且采用的方法非常繁琐复杂，多个步骤合成一款淀粉，或者利用高温、有机醇等条件，容易造成环境污染，淀粉糊化，产品回收率50％以下，实际应用可行性差，无法工业化应用。

目前市场所售化工品胶粘剂多以溶剂型胶粘剂为主，包括聚醋酸乙烯、丙烯酸酯、聚乙烯醇、环氧树脂类胶粘剂，甲醛、苯含量高，对人体健康产生危害，而且存在一些固有缺陷，如耐水性、胶层耐寒性以及耐温性差，贮存稳定性不好，固化时间长，价格也高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种水性聚氨酯壁纸胶，用于克服现有技术中壁纸胶的存储不稳定，甲醛、苯含量高，耐水性、胶层耐寒性以及耐温性差等缺陷。

为了实现以上目的及其他目的，本发明是通过包括以下技术方案实现的：一种水性聚氨酯壁纸胶，包括以下原料组分，各该组分的重量份为：

优选地，所述水性聚氨酯树脂的固含量为35～37％，粘度为1000CPS～2000CPS，断裂强度为12-17MPa，伸长率为500-600％。

优选地，所述水性聚氨酯树脂为阴离子水性聚氨酯树脂。

更优选地，所述水性聚氨酯树脂选自合肥市科天化工有限公司KT703B水性聚氨酯树脂，该水性聚氨酯树脂其无毒环保，原料组分及产品中均不含有甲醛、苯类或其他易挥发有机物，具有优异的抗碱性能，在10％NaOH溶液浸泡40h无异常，耐水解达到五年以上。

优选地，所述润湿流平剂为有机硅类流平剂。

更优选地，所述润湿流平剂选自德国迪高TEGO270或者德国默克化学MOK-2020的任意一种润湿流平剂。润湿流平剂具有高效的流平和润湿效果。

优选地，所述防霉剂为杂环类杀菌剂。

更优选的，所述防霉剂选自广州润宏化工公司的OIT-W杂环类(吡啶硫酮锌)防霉助剂或者保定阳光精细化工公司的YN-187杂环类杀菌剂。

优选地，所述增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂。

更优选地，所述增稠剂选自罗门哈斯RM2020缔合型增稠剂或者海明斯德谦缔合型聚氨酯增稠剂。

优选地，所述水性聚氨酯树脂包括以下原料组分，各该组分的重量份为：

优选地，所述第一扩链剂选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基戊酸和二羟甲基辛酸中的一种或几种。

优选地，所述第二扩链剂选自乙二醇、一缩二乙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、二甘醇、甘油、山梨醇、三羟甲基丙烷和二羟甲基环己烷中的一种或几种。

优选地，所述第三扩链剂选自乙二胺、异佛尔酮二胺、1,6-己二胺和1,3-环己二甲胺中的一种或几种。

本发明提供一种水性聚氨酯壁纸胶，其有益效果为：

本发明采用环保型阴离子水性聚氨酯树脂其无毒环保，原料组分及产品中均不含有甲醛、苯类或其他易挥发有机物，用于墙纸胶时的初黏力强，并不存在发霉和不耐水解的现象，稳定好；本发明水性聚氨酯壁纸胶的制备工艺简单，容易控制，适合大规模工业化生产；

本发明施工工艺简单，不需要在贴合前先在墙体上刷一层基膜(抗碱封闭作用)，直接将水性聚氨酯墙纸胶涂刷于墙纸上，然后贴合在墙体上即可，该水性聚氨酯墙纸胶具有优异的耐碱性能，制成的膜放在10％的氢氧化钠溶液中浸泡72小时无异常，耐水解达到五年以上；

本发明的水性聚氨酯壁纸胶不仅储存稳定，安全环保，无甲醛释放，而且产品贴合牢度高，贴合干燥后撕裂强度达到40N以上；施工方便，不需要勾兑，可直接涂刷，克服了淀粉胶、糯米胶在冬季施工时慢干燥的弊端。

具体实施方式

下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解，实施例仅用于说明本发明，而非限制本发明的范围。

水性胶粘剂与溶剂型胶粘剂相比具有无溶剂、无污染、成膜性好、粘接力强、和其他聚合物尤其是乳液型聚合物易掺混有利于改性等优点。90年代后已逐渐在汽车内饰物粘接、厨房用品制造、复合薄膜制造、鞋底鞋帮粘接、服装加工等方面得到应用。

水性聚氨酯胶粘剂(简称水性PU胶)是水性胶粘剂中的重要一类，以其优良的粘接性、突出的耐油、耐冲击、耐磨、耐低温等特性，对许多其他类型胶黏剂不能黏接或黏接有困难的介质间能起到良好的胶黏作用，许多黏接难题因此迎刃而解。

本发明中水性PU树脂采用原料组分及产品中均不含有甲醛、苯类或其他易挥发有机物；由水性PU树脂制备的水性聚氨酯胶粘剂具有优良的粘接性，突出的耐油、耐冲击、耐磨、耐低温等特性，对许多其他类型胶黏剂不能黏接或黏接有困难的介质间能起到良好的胶黏作用，在家装材料中，可替代淀粉胶粘剂和酚醛胶粘剂，用于贴合壁纸和壁布。

润湿流平剂是一种胶粘剂助剂，它能促使胶粘剂在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的胶粘剂膜。能有效降低胶粘剂表面张力，提高其流平性和均匀性。增加胶粘剂的覆盖性，使得胶粘剂成膜均匀、自然。优选地，实施例1～5中润湿流平剂选择德国迪高TEGO270或者德国默克化学MOK-2020任意一种润湿流平剂，润湿流平剂加入量一定要适中，加入量过多，会影响胶粘剂的附着力。本发明中优选地，润湿流平剂与水性聚氨酯树脂的重量配比范围为(0.1～0.5)：100。

选用的德国迪高TEGO270润湿流平剂是一种高效通用型防缩孔润湿剂，促进流平并有助孔洞润湿，再涂性好，对降低静态表面张力极有效，适用于水性、溶剂型及紫外光固化体系。

选用的德国默克化学MOK-2020润湿流平剂，通过降低胶粘剂表面张力，提供良好的底材润湿，具有良好的防缩孔性能，有力地增加表面滑爽和防粘连性，防止了贝纳德漩涡的形成，改善了流平和光泽。

增稠剂有水性和油性之分。尤其是水相增稠剂应用更为普遍。增稠剂实质上是一种流变助剂，加入增稠剂后能调节流变性，使胶黏剂和密封剂增稠，防止填料沉淀，赋予良好的物理机械稳定性，控制施工过程的流变性(施胶时不流挂、不滴淌、不飞液)，还能起着降低成本的作用。特别对于胶黏剂的制造、储存、使用都很重要，能够改进和调节黏度，获得稳定、防沉、减渗、防淌、触变等性能。本发明中优选地，增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂，更优选地，增稠剂选自罗门哈斯RM2020缔合型增稠剂或者海明斯德谦缔合型聚氨酯增稠剂。增稠剂的加入量会影响胶粘剂的流变性，优选地，增稠剂与水性聚氨酯树脂的重量配比范围为(0.2～1.0)：100。

实施例中均采用合肥市科天化工有限公司的KT703B水性PU树脂，该水性PU树脂为阴离子水性聚氨酯树脂，该水性PU树脂包括以下原料组分及重量份：150～240份多元醇、30～90份多异氰酸酯；3～12份第一扩链剂；3～24份第二扩链剂；1～7份第三扩链剂；0.29～0.42份有机铋催化剂；3～9份三乙胺。

其中，第一扩链剂选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基戊酸和二羟甲基辛酸中的一种或几种。

其中，第二扩链剂选自乙二醇、一缩二乙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、二甘醇、甘油、山梨醇、三羟甲基丙烷和二羟甲基环己烷中的一种或几种。

其中，第三扩链剂选自乙二胺、异佛尔酮二胺、1,6-己二胺和1,3-环己二甲胺中的一种或几种。

上述KT703B水性PU树脂的制备过程，包括以下步骤：多元醇和多异氰酸酯在85～95℃下反应；再加入第一扩链剂和第二扩链剂在75～85℃下反应；然后加入有机铋催化剂和少量丙酮在65～75℃下反应；降温至0～5℃加入三乙胺中和；加水后再加入第三扩链剂，所得的产物经减压蒸馏即获得所述水性聚氨酯树脂。

下面结合具体的实施例对本发明进行说明。

表1为实施例1～5中制备水性聚氨酯壁纸胶的各原料组分的配比，表中各原料组分的含量为重量份。

表1实施例1～5中制备水性聚氨酯壁纸胶的各原料组分的重量配比

实施例1

实施例1中水性PU树脂为合肥市科天化工有限公司的KT703B水性PU树脂，水性PU树脂的固含量为35～37％，粘度为1000CPS～2000CPS，断裂强度为12-17MPa，伸长率为500-600％，润湿流平剂为德国迪高TEGO270有机硅类流平剂，防霉剂为广州润宏化工公司OIT-W杂环类(吡啶硫酮锌)防霉助剂，增稠剂为罗门哈斯RM2020缔合型增稠剂。

取100g合肥市科天化工有限公司KT703B水性PU树脂放置于500ml的烧杯中，然后边低速搅拌边缓慢加入0.1g润湿流平剂、0.1g防霉剂和0.2g增稠剂后，消泡后，即得到水性聚氨酯壁纸胶。

其中，合肥市科天化工有限公司KT703B水性PU树脂的制备过程包括以下步骤：将210g分子量为2000的聚四氢呋喃二元醇加入三口烧瓶中，加热至100℃～110℃脱水一小时，然后降温至50℃，加入60g的甲苯二异氰酸酯，升温至90℃保温反应2小时，两小时测定NCO含量，达到理论值后降温至50℃，加入5.4g的二羟甲基丙酸和9g的1,4-丁二醇和少量丙酮调整粘度，升温至80℃反应2小时，然后加入0.291g有机铋2808催化剂在60℃反应3小时，反应结束测定NCO含量，然后降温至0℃，加入3.66g的三乙胺进行中和，中和1分钟后，高速剪切下加入去离子水，分散2分钟，然后缓慢加入用冰水稀释的3.12g的乙二胺，减压蒸馏除去体系中的丙酮，即得到样品1。本发明此实施例中制备的阴离子水性聚氨酯树脂的固含量为35％±1％。100％模量：1.5MPa，断裂强度：15MPa，伸长率：570％

实施例2

实施例2中水性PU树脂为合肥市科天化工有限公司的KT703B水性PU树脂，水性PU树脂的固含量为35～37％，粘度为1000CPS～2000CPS，断裂强度为12-17MPa，伸长率为500-600％，润湿流平剂为德国迪高TEGO270有机硅类流平剂，防霉剂为广州润宏化工公司OIT-W杂环类(吡啶硫酮锌)防霉助剂，增稠剂为罗门哈斯RM2020缔合型增稠剂。

取100g合肥市科天化工有限公司KT703B水性PU树脂放置于500ml的烧杯中，然后边低速搅拌边缓慢加入0.4g润湿流平剂、0.7g防霉剂和0.8g增稠剂后，消泡后，即得到水性聚氨酯壁纸胶。

实施例3

实施例3中水性PU树脂为合肥市科天化工有限公司的KT703B水性PU树脂，水性PU树脂的固含量为35～37％，粘度为1000CPS～2000CPS，断裂强度为12-17MPa，伸长率为500-600％，润湿流平剂为德国迪高的TEGO270有机硅类流平剂，防霉剂为广州润宏化工公司OIT-W杂环类(吡啶硫酮锌)防霉助剂，增稠剂为罗门哈斯RM2020缔合型增稠剂。

取100g合肥市科天化工有限公司KT703B水性PU树脂放置于500ml的烧杯中，然后边低速搅拌边缓慢加入0.3g润湿流平剂、0.5g防霉剂和0.6g增稠剂后，消泡后，即得到水性聚氨酯壁纸胶。

实施例4

实施例4中水性PU树脂为合肥市科天化工有限公司的KT703B水性PU树脂，水性PU树脂的固含量为35～37％，粘度为1000CPS～2000CPS，断裂强度为12-17MPa，伸长率为500-600％，润湿流平剂为德国默克化学MOK-2020的润湿流平剂，防霉剂为保定阳光精细化工公司YN-187杂环类杀菌剂，增稠剂为海明斯德谦的缔合型聚氨酯增稠剂。

取100g合肥市科天化工有限公司KT703B水性PU树脂放置于500ml的烧杯中，然后边低速搅拌边缓慢加入0.5g润湿流平剂、1g防霉剂和0.2g增稠剂后，消泡后，即得到水性聚氨酯壁纸胶。

实施例5

实施例5中水性PU树脂为合肥市科天化工有限公司的KT703B水性PU树脂，水性PU树脂的固含量为35～37％，粘度为1000CPS～2000CPS，断裂强度为12-17MPa，伸长率为500-600％，润湿流平剂为德国默克化学MOK-2020的润湿流平剂，防霉剂为保定阳光精细化工公司YN-187杂环类杀菌剂，增稠剂为海明斯德谦的缔合型聚氨酯增稠剂。

取100g合肥市科天化工有限公司KT703B水性PU树脂放置于500ml的烧杯中，然后边低速搅拌边缓慢加入0.5g润湿流平剂、0.5g防霉剂和1g增稠剂后，消泡后，即得到水性聚氨酯壁纸胶。

下面对实施例1～5获得的水性聚氨酯壁纸胶进行测试，根据JC/T548-94标准测试：

1、外观：均匀无团块胶液；

2、pH值：按GB2954进行pH测试，pH在6～8之间；

3、耐碱性：水性聚氨酯壁纸胶膜放在10％的氢氧化钠溶液中浸泡72小时，无异常；

4、适用期：将水性聚氨酯壁纸胶移入培养皿，加盖，放到30℃±2℃的恒温箱内，7d后从箱中取出检查胶液没有出现腐败、变稀或长霉现象；

5、晾置时间：晾置时间能够达到10分钟以上；

6、湿粘性：移动距离小于5mm；

7、干粘性：破纸率达到100％；

8、剥离强度：干燥后剥离强度达到30N/m以上；

9、耐水解性：经过70℃的温度100％RH的湿度，恒温恒湿达到5周以上，无异常。

10、游离甲醛含量：不大于5％。

表2对实施例1～5中获得的水性聚氨酯壁纸胶检测的性能结果

对实施例1～5获得的水性聚氨酯壁纸胶测得性能结果如表2所示，由表2可看出，实施例1～5获得的水性聚氨酯壁纸胶pH，游离甲醛比一般水性壁纸胶更低，甲醛释放量更低甚至ND(Notdetected简写，翻译为未检出)；制成的壁纸胶膜放在10％的氢氧化钠溶液中浸泡72小时无异常；壁纸胶在适用期、晾置时间、湿粘性、干粘性均符合要求；贴合干燥后撕裂强度达到40N以上。

本发明采用环保型水性聚氨酯体系，不需要在贴合前先在墙体上刷一层基膜(抗碱封闭作用)，直接将水性聚氨酯墙纸胶涂刷于墙纸上，然后贴合在墙体上即可，该水性聚氨酯墙纸胶具有优异的耐碱性能，制成的膜放在10％的氢氧化钠溶液中浸泡72小时无异常，耐水解达到五年以上。

本发明的水性聚氨酯壁纸胶不仅储存稳定，安全环保，无甲醛释放，而且产品贴合牢度高，贴合干燥后撕裂强度达到40N以上；施工方便，不需要勾兑，可直接涂刷，优越于淀粉胶、糯米胶在冬季施工时慢干燥的弊端。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种水性聚氨酯壁纸胶，其特征在于：包括以下原料组分，各该组分的重量份为：

2.如权利要求1所述水性聚氨酯壁纸胶，其特征在于：所述水性聚氨酯树脂的固含量为35～37％，粘度为1000CPS～2000CPS，断裂强度为12-17MPa，伸长率为500-600％。

3.如权利要求1所述水性聚氨酯壁纸胶，其特征在于：所述水性聚氨酯树脂为阴离子水性聚氨酯树脂。

4.如权利要求1所述水性聚氨酯壁纸胶，其特征在于：所述润湿流平剂为有机硅类流平剂。

5.如权利要求1所述水性聚氨酯壁纸胶，其特征在于：所述防霉剂为杂环类杀菌剂。

6.如权利要求1所述水性聚氨酯壁纸胶，其特征在于：所述增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂。

7.如权利要求1所述水性聚氨酯壁纸胶，其特征在于，所述水性聚氨酯树脂包括以下原料组分，各该组分的重量份为：

8.如权利要求7所述水性聚氨酯壁纸胶，其特征在于，所述第一扩链剂选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基戊酸和二羟甲基辛酸中的一种或几种。

9.如权利要求7所述水性聚氨酯壁纸胶，其特征在于，所述第二扩链剂选自乙二醇、一缩二乙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、二甘醇、甘油、山梨醇、三羟甲基丙烷和二羟甲基环己烷中的一种或几种。

10.如权利要求7所述水性聚氨酯壁纸胶，其特征在于，所述第三扩链剂选自乙二胺、异佛尔酮二胺、1,6-己二胺和1,3-环己二甲胺中的一种或几种。