CN106349959B - 一种聚氨酯用附着力增强剂及其制备方法、应用和使用方法 - Google Patents

一种聚氨酯用附着力增强剂及其制备方法、应用和使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种聚氨酯用附着力增强剂及其制备方法、应用和使用方法。附着力增强剂的组成为：水性聚氨酯100‑150重量份，聚氨酯丙烯酸酯20‑60重量份，蒙脱土15‑30重量份，抗水解剂3‑10重量份，消泡剂3‑5重量份，附着力促进剂2‑5重量份，松香树脂8‑20重量份，水300‑500重量份。为了提高附着力增强剂的使用效果，最终实现粘合剂更高的粘合强度、最终本发明可以实现优异附着力增强性能和耐溶剂性的效果。

Description

一种聚氨酯用附着力增强剂及其制备方法、应用和使用方法
技术领域
本发明涉及一种附着力增强剂的技术领域，具体涉及一种聚氨酯表面使用的附着力增强剂领域，还具体涉及其使用方法的领域。
背景技术
在部件粘接中，由于粘合剂与被粘物极性的差异，常常会出现不“浸润”的情况，粘结力不够容易出现“开胶”情况。为了解决上述问题，现有技术出现了一种附着力增强剂，其用于提高不同界面的粘接性能，有类似复合材料领域中“偶联剂”的作用，起到了一个桥梁作用。
由于鞋子在使用中需要经受长时间的负荷，因此在制鞋工业中，如何鞋底与其他部件需要有较高的粘接力成为一个要解决的问题，这时，使用附着力增强剂就成为一个优选的方案，在聚氨酯鞋底材料中，如何可以提高聚氨酯鞋底表面附着力成为技术人员的追求，其中涉及附着力增强剂产品以及如何使用附着力促进剂等多方面内容。
同时，由于鞋体粘接使用的聚氨酯粘合剂通常为溶剂型，其有机溶剂会对附着力增强剂有较大的影响，故现有技术仍然需要一种具有耐有机溶剂的附着力增强剂。
发明内容
发明目的：为了解决上述问题，得到一种对聚氨酯表面具有良好粘接性的附着力增强剂，且具有较好的耐溶剂性。本发明提供了一种具有优异附着力增强性能和耐溶剂性的水性附着力增强剂。
本发明还提供了一种聚氨酯用附着力增强剂的制备方法和应用。
为了进一步增强附着力增强剂对聚氨酯表面处理的效果，本发明还进一步提供了一种聚氨酯用附着力增强剂的使用方法，其通过伽马射线提高了附着力增强剂的更优效果。
解决上述技术问题的技术方案为：
本发明提供的聚氨酯用附着力增强剂组成包括：水性聚氨酯100-150重量份，聚氨酯丙烯酸酯20-60重量份，蒙脱土15-30重量份，抗水解剂3-10重量份，消泡剂3-5重量份，附着力促进剂2-5重量份，松香树脂8-20重量份，水300-500重量份。
其中采用了多组分配合使用，利用各组分协同作用，通过多手段提高了附着力增强剂的效果。水性聚氨酯作为基体树脂，其与聚氨酯表面具有较好的相容性，聚氨酯丙烯酸酯是与聚氨酯相容性较好的，由于尤其使用伽马射线有进一步固化反应，其可以进一步提高粘接力和内聚力，同时聚氨酯丙烯酸酯通常分子量较小，其会进入聚氨酯表面上，当使用伽马射线照射时，其在聚氨酯表面聚合，且聚氨酯结构也会部分交联，大大提高了粘接性；蒙脱土是本领域常用的一种添加剂，其具有片状的结构，加入提高了附着力增强剂表面的粗糙度，提高粘接力；松香树脂作为一种增粘树脂，其加入提高了聚合物的内聚力。其他助剂抗水解剂和附着力促进剂分别提高了耐水解性能和附着力促进剂。
作为优选技术方案，所述水性聚氨酯优选通过聚醚多元醇、聚酯多元醇和异氰酸酯反应得到，其中聚醚多元醇与聚酯多元醇的质量比为3-5:2。聚醚多元醇和聚酯多元醇混合使用，聚醚多元醇提供了好的柔韧性，可以更好的与粘合剂和聚氨酯表面进行浸润和缠绕，有更高的粘接力，但聚酯多元醇的耐溶剂性会更加优秀，加入部分聚酯多元醇，经过试验测试，当采用聚醚多元醇与聚酯多元醇的质量比为3-5:2可以更好的平衡粘接力和耐溶剂性能。
作为优选技术方案，所述水性聚氨酯分子量在30000-70000之间，在该范围有优异的综合性能。如果分子量过小，附着力增强剂形成的膜层质量变差，耐水性和耐溶剂性也会变差；如果分子量过大，形成的膜层硬度大，与聚氨酯表面的附着力会有所下降，影响附着力。
作为另一优选技术方案，所述聚氨酯丙烯酸酯分子量在3000-5000之间，聚氨酯丙烯酸酯优选分子量较小，聚氨酯分子量在体系中承担着尽快与聚氨酯表面浸润，并部分进入其中，初步粘接力形成很快，同时，后期伽马射线照射中，进入聚氨酯表面的聚氨酯丙烯酸酯中丙烯酸酯结构聚合，聚氨酯结构与聚氨酯表面聚氨酯进行交联，两种结构共同作用形成了稳定的缠绕结构，最终粘接力也大幅度提高。
为了进一步提高进入聚氨酯表面聚氨酯丙烯酸酯与附着力增强剂膜层的结合强度，优选所述聚氨酯丙烯酸酯与蒙脱土要进行预先混合，形成聚氨酯丙烯酸酯改性蒙脱土，这种处理可以提高粘接力。
由于松香树脂难以在水性体系中很好的分散，为了利用松香树脂，故所述松香树脂要进行预先乳化，形成乳化松香树脂。松香树脂中双键结构与聚氨酯丙烯酸酯在伽马射线照射后，发生共聚，使乳化松香树脂增强内聚力的效果更佳。
所述抗水解剂为碳化二亚胺类抗水解剂。
本发明还提供一种聚氨酯用附着力增强剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)聚氨酯丙烯酸酯改性蒙脱土的制备：将蒙脱土分散于水中，加入聚氨酯丙烯酸酯，搅拌过夜，形成聚氨酯丙烯酸酯改性蒙脱土；
(2)乳化松香树脂的制备：将松香树脂加入有机溶剂溶剂，再加入乳化剂和水，经过搅拌分散即得乳化松香树脂；
(3)将水性聚氨酯、聚氨酯丙烯酸酯改性蒙脱土、乳化松香树脂和水加入反应釜，搅拌均匀，再加入抗水解剂、消泡剂、附着力促进剂混合均匀，即得聚氨酯用附着力增强剂。
乳化松香树脂优选使用步骤(2)的方法，其中乳化松香树脂含有少量的乳化剂，该乳化剂的存在提高了蒙脱土的分散性、稳定性，属于一个优选的技术方案。
本发明还提供一种聚氨酯用附着力增强剂用作聚氨酯表面处理剂的用途，具体可以在制鞋、制包中应用。
本发明一种重点内容是提供一种聚氨酯用附着力增强剂在制鞋中的使用方法，
(1)聚氨酯材料表面涂刷附着力增强剂，使用伽马射线照射5秒；
(2)在附着力增强剂表面涂覆聚氨酯粘合剂，将被粘物压制聚氨酯粘合剂表面；
(3)伽马射线照射粘接处10-20秒即可。
在第(1)步中，采用伽马射线短时间照射，是为了提高附着力增强剂自身膜层的固化以及聚氨酯丙烯酸酯与聚氨酯材料表面的交联，形成初步粘接力；
第(3)步中较长时间的固化是为了实现附着力增强剂、附着力增强剂与粘合剂表面以及附着力增强剂与聚氨酯材料表面的充分交联固化。
使用伽马射线要保证第(1)步时间短，第(3)步照射充分，分别更好的实现其各自作用。第(1)步骤如果时间过长，使附着力增强剂膜层固化过于充分，与粘合剂的粘接力会受到影响，粘接力不足。
有益的技术效果
本发明通过水性聚氨酯原料的选择、聚氨酯丙烯酸酯与蒙脱土的处理以及分子量、松香树脂的选择等多方面的选择，并优选使用伽马射线进行固化，利用该方法进一步提高了粘接力，最终得到具有优异粘接力、耐溶剂性的聚氨酯用附着力增强剂。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只是用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
制备例
采用常规水性聚氨酯制备方法，通过选择不同的聚醚多元醇、聚酯多元醇的用量以及交联剂的用量，得到具有不同分子量的水性聚氨酯，具体主要成分和用量参见下表：
Figure GDA0001223039760000041
聚氨酯丙烯酸酯A分子量4000；
聚氨酯丙烯酸酯B分子量1500；
聚氨酯丙烯酸酯C分子量6200。
实施例
本发明实施例和对比例在没有特殊说明情况下均使用该方法制备:
聚氨酯用附着力增强剂的制备包括如下步骤：
(1)聚氨酯丙烯酸酯改性蒙脱土的制备：将蒙脱土分散于水中，加入聚氨酯丙烯酸酯，搅拌过夜，形成聚氨酯丙烯酸酯改性蒙脱土；
(2)乳化松香树脂的制备：将松香树脂加入松香质量5倍的有机溶剂溶剂，再加入松香质量5％的乳化剂和适量的水，经过搅拌分散即得乳化松香树脂；
(3)将水性聚氨酯、聚氨酯丙烯酸酯改性蒙脱土、乳化松香树脂和水加入反应釜，搅拌均匀，再加入抗水解剂、消泡剂、附着力促进剂混合均匀，即得聚氨酯用附着力增强剂。
实施例和制备例的具体组成和用量参见下表(实施例2蒙脱土未预先与聚氨酯丙烯酸酯混合)：
Figure GDA0001223039760000051
测试样品的制备
A：伽马射线样品制备方法
(1)取两块表面清洁、平整PU膜(5cm*10cm)，分别标记PU-A、PU-B；
(2)PU-A表面左侧5cm*5cm面积内涂刷附着力增强剂，干燥，用伽马射线照射5秒；
(3)在附着力增强剂表面涂覆聚氨酯粘合剂，将PU-B与PU-A对齐、压制聚氨酯粘合剂表面；
(4)伽马射线照射粘接处10-20秒即可
B：伽马射线样品制备方法
(1)取两块表面清洁、平整PU膜(5cm*10cm)，分别标记PU-A、PU-B；
(2)PU-A表面左侧5cm*5cm面积内涂刷附着力增强剂，干燥；
(3)在附着力增强剂表面涂覆聚氨酯粘合剂，将PU-B与PU-A对齐、压制聚氨酯粘合剂表面，即可。
C：耐溶剂样品测试
将表面处理剂涂覆在玻璃板，伽马射线辐射10s，涂层薄膜2/3放在室温的丙酮溶剂中浸渍12h后取出，用滤纸吸干溶剂。观察薄膜有无起泡、起皱现象；
完全没有记为A；有部分气泡或起皱记为B；出现严重气泡和/或起皱记为C(根据程度可以使用A-、B+、B-、C+，+表示向上一等级接近，-表示向下一等级接近)。
实施例1-3和对比例1-8的测试结果见下表：
Figure GDA0001223039760000061

Claims (7)

1.一种聚氨酯用附着力增强剂，其特征在于：由以下组成制备得到，组成为：水性聚氨酯100-150重量份，聚氨酯丙烯酸酯 20-60重量份，蒙脱土15-30重量份，抗水解剂3-10重量份，消泡剂3-5重量份，附着力促进剂2-5重量份，松香树脂8-20重量份，水300-500重量份；所述抗水解剂为碳化二亚胺类抗水解剂；所述水性聚氨酯通过聚醚多元醇、聚酯多元醇和异氰酸酯反应得到；所述聚氨酯丙烯酸酯与蒙脱土要进行预先混合，形成聚氨酯丙烯酸酯改性蒙脱土；所述松香树脂要进行预先乳化，形成乳化松香树脂。
2.如权利要求1所述的聚氨酯用附着力增强剂，其特征在于：聚醚多元醇与聚酯多元醇的质量比为3-5:2。
3.如权利要求1或2所述的聚氨酯用附着力增强剂，其特征在于：所述水性聚氨酯分子量在30000-70000之间。
4.如权利要求1所述的聚氨酯用附着力增强剂，其特征在于：所述聚氨酯丙烯酸酯分子量在3000-5000之间。
5.权利要求1-4中任意一项聚氨酯用附着力增强剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）聚氨酯丙烯酸酯改性蒙脱土的制备：将蒙脱土分散于水中，加入聚氨酯丙烯酸酯，搅拌过夜，形成聚氨酯丙烯酸酯改性蒙脱土；
（2）乳化松香树脂的制备：将松香树脂加入有机溶剂，再加入乳化剂和水，经过搅拌分散即得乳化松香树脂；
（3）将水性聚氨酯、聚氨酯丙烯酸酯改性蒙脱土、乳化松香树脂和水加入反应釜，搅拌均匀，再加入抗水解剂、消泡剂、附着力促进剂混合均匀，即得聚氨酯用附着力增强剂。
6.权利要求1-4中任意一项聚氨酯用附着力增强剂用作聚氨酯表面处理剂的用途。
7.权利要求1-4中任意一项聚氨酯用附着力增强剂在制鞋中的使用方法，其特征在于：
（1）聚氨酯材料表面涂刷附着力增强剂，干燥，使用伽马射线照射5秒；
（2）在附着力增强剂表面涂覆聚氨酯粘合剂，将被粘物压制聚氨酯粘合剂表面；
伽马射线照射粘接处10-20秒即可。
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