CN105778847A - 一种双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂 - Google Patents

一种双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂，由A组分和B组分按质量比为1～4:1组成；所述A组分由以下重量百分比的原料组成：聚醚多元醇5～15%，聚酯多元醇20～40%，促进剂1～5%，偶联剂2～6%，填料30～60%，干燥剂5～10%，催化剂0.05～0.2%；所述B组份由以下重量百分比的原料组成：异氰酸酯50～80%，聚酯多元醇10～30%，扩链剂1～10%。本发明的制备方法，包括以下步骤：（1）A组分的制备；（2）B组分的制备；（3）A和B组分的混合。本发明用于冷藏车、卡车厢体中的厢体结构件粘接；具有较长的开放时间，较高的初粘力和粘结强度，广泛的基材适用性，对多种类型的基材都有优异的附着力，储存期长，稳定性高。

Description

一种双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂
技术领域
本发明涉及一种胶粘剂，具体是一种双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂。
背景技术
聚氨酯胶粘剂是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团(－NHCOO－)或异氰酸酯基(－NCO)的胶粘剂。聚氨酯胶粘剂一直具有如下的特性：较高的反应活性，对含有活泼氢的或吸水性的基材具有较高的粘接强度，如金属、木材、橡胶、纤维、木材、皮革、塑料等，既可以室温固化，也可以加热固化，容易形成交联的结构，胶层硬度也高，操作简单便利，耐低温性能优异，柔韧性好，剥离强度高，耐冲击，耐振动，耐疲劳性能好。
随着社会生活水平的提高，生活方式的转变，人们需要越来越多的速冻食品、保鲜食品、牛奶、鲜花，以及大型食品加工企业。“冷链物流”也成了运输行业的一个热门词汇，作为低温冷链物流中的一个重要环节的关键设备，冷藏车也是保证易腐、保鲜食品在运输过程中的安全性的关键所在。
冷藏车是指装有隔热结构的车厢，又装备有制冷装置，用于冷藏运输的专用汽车；隔热车厢是冷藏车的重要组成部分。作为车厢，它既具备普通厢式汽车车厢的共性，又具备良好的隔热保温性能。
冷藏车保温车的厢体制作技术主要有：(1)分片拼装的“三明治”板粘接式；(2)分片拼装的注入发泡式；(3)整体骨架注入发泡式。国内外冷藏车保温车生产企业目前都采用分片拼装的“三明治”板粘接式，国内外冷藏车保温车普遍使用的隔热材料，主要有聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫和挤塑聚苯乙烯泡沫3种，内外蒙皮采用金属板材或玻璃钢板材，而保温材料和我内外蒙皮的粘结就需要高性能的粘合剂。
目前尚未找到相关的双组份无溶剂型聚氨酯胶应用于冷藏车厢体复合的专利报道，市场上使用的粘合剂以溶剂型为主。对环境污染大，长期使用严重损坏人的身心健康，而且固化时收缩率较大，溶剂容易腐蚀保温材料，造成粘结层破坏，使厢体的密封性和保温效果下降，降低冷藏效果。另外溶剂型粘合剂粘度低，开放时间短，流胶，对某些非极性材料附着力差，粘结强度低，使厢体不耐冲击和颠簸。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂，由A组分和B组分按质量比为1～4:1组成；所述A组分由以下重量百分比的原料组成：聚醚多元醇5～15％，聚酯多元醇20～40％，促进剂1～5％，偶联剂2～6％，填料30～60％，干燥剂5～10％，催化剂0.05～0.2％；所述B组份由以下重量百分比的原料组成：异氰酸酯50～80％，聚酯多元醇10～30％，扩链剂1～10％。
作为本发明进一步的方案：由A组分和B组分按质量比为2:1组成。
作为本发明再进一步的方案：所述A组分中聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃醚二醇中的一种或几种，其分子量为300～600g/mol；所述A组分中聚酯多元醇为乙二酸类聚酯多元醇、己二酸类聚酯多元醇、聚几内酯多元醇、聚碳酸酯二元醇中的一种或几种；所述A组分中促进剂为附着力促进剂、增粘树脂、表面活性剂中的至少一种；所述A组分中促进剂为附着力促进剂、增粘树脂、表面活性剂中的至少一种；所述A组分中填料为碳酸钙、石英粉、钛白粉、硅微粉、玻璃微珠或氧化铝中的一种或几种。
作为本发明再进一步的方案：所述A组分中聚醚多元醇为聚氧化丙烯三醇；所述A组分中聚酯多元醇为聚己二酸聚酯多元醇，其分子量为分子量为1000～4000g/mol，官能度2；所述A组分中促进剂为附着力促进剂；所述A组分中偶联剂为硅烷偶联剂；所述A组分中填料为石英粉，粒径大小为1～5μm，含水率控制在0.3％以下。
作为本发明再进一步的方案：所述A组分中干燥剂为4A型分子筛。
作为本发明再进一步的方案：所述A组分中催化剂为有机金属催化剂。
作为本发明再进一步的方案：所述B组分中多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基亚甲基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的两种及以上；所述B组分中聚酯多元醇为乙二酸类聚酯多元醇、己二酸类聚酯多元醇、己二酸类聚酯多元醇、聚碳酸酯二元醇中的一种或几种；所述B组分中扩链剂为1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷中的一种或几种。
作为本发明再进一步的方案：所述B组分中多异氰酸酯为二苯基亚甲基二异氰酸酯和多亚甲基多苯基异氰酸酯；所述B组分中聚酯多元醇为聚己二酸聚酯多元醇，其分子量为1000～4000g/mol，官能度2；所述B组分中扩链剂为1,2-乙二醇。
作为本发明再进一步的方案：所述的双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)A组分的制备：按配方将聚醚多元醇、聚酯多元醇、促进剂、偶联剂、填料、干燥剂、催化剂混合均匀后，在100～130℃、-0.096Mpa脱水至水分低于500ppm以下，得到A组分；
(2)B组分的制备：按配方将异氰酸酯、聚酯多元醇、扩链剂混合均匀后，在80～100℃下反应4～6h，控制NCO％在10～25％，制得B组分；
(3)A和B组分的混合：将上述制得的A组分和B组分单独包装，在使用时按1:1～4:1的重量比充分混合均匀。
作为本发明再进一步的方案：所述的双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂用于冷藏车、卡车厢体中的厢体结构件粘接。
本发明的双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂，是聚醚多元醇、聚酯多元醇为基础，配合扩链剂、促进剂、偶联剂、填料和干燥剂，将AB组份按照一定的比例混合固化，开放时间40～60min，室温固化7天后材料在25℃测试下剪切强度10～20Mpa，高低温交替循环(-40℃/1h～80℃/1h)*10次后剪切强度≥10Mpa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过使用聚醚多元醇，聚酯多元醇以及扩链剂、偶联剂、气相二氧化硅、填料和干燥剂等原料，聚醚多元醇、聚酯多元醇、扩链剂与填料保证了本身材料较高的强度；附着力促进剂大幅提高了粘合剂对基材附着力；偶联剂提高粘合剂对基材的键合力，保证粘合剂对多种基材都有很好的粘结效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例的双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂具体如下：
A组份：在200L的反应釜中称取聚醚多元醇12kg，聚酯多元醇30kg，促进剂2kg，硅烷偶联剂4kg，石英粉45.92kg，4A型分子筛8kg，催化剂0.08此时行星转速30HZ，分散1000rpm，然后开启真空-0.1Mpa，脱泡20min左右，出料。
B组份：在200L的反应釜中称取聚酯多元醇25kg，乙二醇5kg，二苯基亚甲基二异氰酸酯和多亚甲基多苯基异氰酸酯分别45kg和25kg，在80～100℃下反应4～6h，控制NCO％在10～25％，出料。
将A、B组份按质量比2：1混合，制作不锈钢剪切样件，固化条件为常温3天后测试剪切强度(GB/T7124-2008)；使用铝合金/玻璃钢作为测试样件，固化条件为常温3天后测试剥离强度(GB/T1457-2005)。
实施例2
本实施例的双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂具体如下：
A组份：在200L的反应釜中称取聚醚多元醇8kg，聚酯多元醇35kg，促进剂3kg，硅烷偶联剂3kg，石英粉40.92kg，4A型分子筛10kg，催化剂0.08此时行星转速30HZ，分散1000rpm，然后开启真空-0.1Mpa，脱泡20min左右，出料。
B组份：在200L的反应釜中称取聚酯多元醇15kg，乙二醇7.5kg，二苯基亚甲基二异氰酸酯和多亚甲基多苯基异氰酸酯分别57.5kg和20kg，在80～100℃下反应4～6h，控制NCO％在10～25％，出料。
将A、B组份按质量比2：1混合，制作不锈钢剪切样件，固化条件为常温3天后测试剪切强度(GB/T7124-2008)；使用铝合金/玻璃钢作为测试样件，固化条件为常温3天后测试剥离强度(GB/T1457-2005)。
实施例3
本实施例的双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂具体如下：
A组份：在200L的反应釜中称取聚醚多元醇10kg，聚酯多元醇25kg，促进剂4kg，硅烷偶联剂3kg，石英粉46.92kg，4A型分子筛6kg，催化剂0.08此时行星转速30HZ，分散1000rpm，然后开启真空-0.1Mpa，脱泡20min左右，出料。
B组份：在200L的反应釜中称取聚酯多元醇20kg，乙二醇6.5kg，二苯基亚甲基二异氰酸酯和多亚甲基多苯基异氰酸酯分别55kg和18.5kg，在80～100℃下反应4～6h，控制NCO％在10～25％，出料。
将A、B组份按质量比3：1混合，制作不锈钢剪切样件，固化条件为常温3天后测试剪切强度(GB/T7124-2008)；使用铝合金/玻璃钢作为测试样件，固化条件为常温3天后测试剥离强度(GB/T1457-2005)。
对比例1
使用市场上常规的溶剂型胶粘剂作为对比例，具体为不饱和聚酯树脂。
制作不锈钢剪切样件，固化条件为常温3天后测试剪切强度(GB/T7124-2008)；使用铝合金/玻璃钢作为测试样件，固化条件为常温3天后测试剥离强度(GB/T1457-2005)；
实施例1～3和对比例1的测试性能结果如表1所示：
表1
通过表1中实施例1、2、3与对比例1比较，本发明的双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂剪切强度和剥离强度都显著高于对比例1，而且没有挥发性溶剂，无气味，无污染，不腐蚀和溶胀制品。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂，其特征在于，由A组分和B组分按质量比为1～4:1组成；所述A组分由以下重量百分比的原料组成：聚醚多元醇5～15%，聚酯多元醇20～40%，促进剂1～5%，偶联剂2～6%，填料30～60%，干燥剂5～10%，催化剂0.05～0.2%；所述B组份由以下重量百分比的原料组成：异氰酸酯50～80%，聚酯多元醇10～30%，扩链剂1～10%。
2.根据权利要求1所述的双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂，其特征在于，由A组分和B组分按质量比为2:1组成。
3.根据权利要求1所述的双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述A组分中聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃醚二醇中的一种或几种，其分子量为300～600g/mol；所述A组分中聚酯多元醇为乙二酸类聚酯多元醇、己二酸类聚酯多元醇、聚几内酯多元醇、聚碳酸酯二元醇中的一种或几种；所述A组分中促进剂为附着力促进剂、增粘树脂、表面活性剂中的至少一种；所述A组分中促进剂为附着力促进剂、增粘树脂、表面活性剂中的至少一种；所述A组分中填料为碳酸钙、石英粉、钛白粉、硅微粉、玻璃微珠或氧化铝中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述A组分中聚醚多元醇为聚氧化丙烯三醇；所述A组分中聚酯多元醇为聚己二酸聚酯多元醇，其分子量为分子量为1000～4000g/mol，官能度2；所述A组分中促进剂为附着力促进剂；所述A组分中偶联剂为硅烷偶联剂；所述A组分中填料为石英粉，粒径大小为1～5μm，含水率控制在0.3%以下。
5.根据权利要求1所述的双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述A组分中干燥剂为4A型分子筛。
6.根据权利要求1所述的双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述A组分中催化剂为有机金属催化剂。
7.根据权利要求1所述的双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述B组分中多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基亚甲基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的两种及以上；所述B组分中聚酯多元醇为乙二酸类聚酯多元醇、己二酸类聚酯多元醇、己二酸类聚酯多元醇、聚碳酸酯二元醇中的一种或几种；所述B组分中扩链剂为1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述B组分中多异氰酸酯为二苯基亚甲基二异氰酸酯和多亚甲基多苯基异氰酸酯；所述B组分中聚酯多元醇为聚己二酸聚酯多元醇，其分子量为1000～4000g/mol，官能度2；所述B组分中扩链剂为1,2-乙二醇。
9.一种如权利要求1-8任一所述的双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）A组分的制备：按配方将聚醚多元醇、聚酯多元醇、促进剂、偶联剂、填料、干燥剂、催化剂混合均匀后，在100～130℃、-0.096Mpa脱水至水分低于500ppm以下，得到A组分；
（2）B组分的制备：按配方将异氰酸酯、聚酯多元醇、扩链剂混合均匀后，在80～100℃下反应4～6h，控制NCO%在10～25%，制得B组分；
（3）A和B组分的混合：将上述制得的A组分和B组分单独包装，在使用时按1:1～4:1的重量比充分混合均匀。
10.权利要求1所述的双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂用于冷藏车、卡车厢体中的厢体结构件粘接。
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