CN106497494A - 一种喷涂型无溶剂聚氨酯胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种喷涂型无溶剂聚氨酯胶黏剂，所述的喷涂型无溶剂聚氨酯胶黏剂包括含异氰酸酯基团的预聚体的A组份和含有聚醚多元醇及多元胺的B组份。本发明的胶黏剂在混合前，A组份和B组份的粘度均小于1000cps(25℃)，适用于普通的聚氨酯或聚脲喷涂机，混合后，A组份与B组份能够迅速反应，在3‑10s内，在20℃‑100℃的条件下快速形成具有一定初粘力的聚氨酯胶黏剂。该聚氨酯胶黏剂使用方便，无需溶剂稀释，粘接牢固，适用基材广，且成本低。

Description

一种喷涂型无溶剂聚氨酯胶黏剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种喷涂型无溶剂聚氨酯胶黏剂及其制备方法，属于高分子胶黏剂领域。
背景技术
聚氨酯胶粘剂是一种中高档胶粘剂，具有优良的柔韧性、耐冲击性、耐化学品性、耐磨性，通过调节原料和配方，可以设计出适合各种材料间的粘接、各种不同用途的多类型聚氨酯胶粘剂，产品的应用领域广泛，主要包括：木工行业、包装业、建筑铺装等。
聚氨酯胶粘剂的生产方式包括溶液法和固体树脂溶解法，胶粘剂中含有大量的溶剂，当溶剂挥发后，粘接材料被均匀的涂覆于被粘接面从而发挥胶粘剂的作用。常用的溶剂包括：甲苯、苯、丙酮、醋酸乙酯等有机溶剂，这些溶剂挥发后不仅对环境造成污染，而且严重影响工人的健康；近年来发展的水性聚氨酯胶粘剂，虽然采用的是无毒的水作为溶剂，但是由于水的沸点较高，使用时易产生气泡，干燥时间长，且胶水中含有大量的异氰酸根封端剂，使用时仍然会挥发且对环境和工人的健康造成威胁。因此，无溶剂胶黏剂是未来的发展趋势。
当前公布的聚氨酸胶粘剂的专利主要有：
(1)CN 102533200A中提到一种双组份聚氨酯胶粘剂，由A组份和B组份组成：A组份的原料组成及重量百分含量为：一元醇0-10％，多元醇30-90％、颜/填料8-60％、纳米填料1-10％、催化剂0.01-1％、硅烷偶联剂0.1-5％，上述原料的总和为100％；B组份为异氰酸酯；A组份与B组份的重量比为1-5∶1。虽然该发明专利制备的聚氨酯胶粘剂不含有溶剂，但是该胶粘剂的初粘时间受到催化剂和温度的影响显著，通常情况下，催化剂的存在会缩短胶黏剂的初粘时间，初粘时间缩短意味着胶粘剂的开放时间大幅缩短，因而无法实现大规模的工业化生产，只适用于小范围内的手工作业。
(2)CN102994035B中提到一种常温涂布无溶剂聚氨酯胶粘剂，包括A、B两个组份，A组份是由50％～75％的异氰酸酯，15％～30％的小分子聚醚多元醇及/或10％～20％的植物油改性多元醇反应生成的端异氰酸酯基聚氨酯预聚体；B组份是由75％～98％的小分子的聚醚多元醇与2％～25％的酸酐反应生成的含羧基的聚醚多元醇，固化剂占B组份中其他原料的总重量的0.1％～0.3％。虽然该发明专利制备的胶粘剂不含溶剂，且开放时间长，易于涂布，但该胶黏剂存在开放时间太长，胶黏剂的粘度在较长时间内都比较低的问题。对于胶粘剂来说，由于被粘接面很多为疏松多孔结构，胶粘剂的粘度较低时，会造成胶粘剂渗透，同时，由于开放时间长，无法实现大规模工业化生产。
发明内容
针对上述聚氨酯胶粘剂的不足，本发明的目的是提供一种无溶剂、开放时间长、预混前A\B组份粘度低、预混合后迅速达到适度的粘度和初粘力、同时适合喷涂工艺的喷涂型无溶剂聚氨酯胶黏剂。
本发明的喷涂型无溶剂聚氨酯胶黏剂，包括A、B两个组份，A组份是由含异氰酸酯端基的预聚体与异氰酸酯按任意比例混合得到的混合物，混合物的粘度小于1000cps(25℃)，所述的含异氰酸酯端基的预聚体由二异氰酸酯与二元醇按质量比100：(10-50)反应得到；B组份是按重量比由聚醚多元醇20-60份、聚醚多元胺10-30份及其他助剂0-10份的混合物。
上述技术方案中，所述的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯及其衍生物、二苯基甲烷二异氰酸酯、液化二苯基甲烷二异氰酸酯、奈二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环已基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种的混合。
所述的二元醇为乙二醇、二乙二醇、一缩二丙二醇、分子量200～4000的二元聚醚醇中的一种或几种的混合物。
所述的B组份中的聚醚多元醇的羟值为25～700mgKOH/g，为植物油多元醇或者由如下起始剂及聚合单体制备所得，所述的起始剂为乙二醇、甘油、蔗糖或乙二胺，聚合单体为环氧丙烷、环氧乙烷或二者的混合物。
所述的B组份中的聚醚多元胺为二乙基甲苯二胺、端氨基聚氧化丙烯醚、端氨基聚氧化乙烯醚中的一种或几种的混合物。
所述的B组份中的其他助剂为聚氨酯助剂，所述的聚氨酯助剂为偶联剂、消泡剂、催化剂中的一种或多种混合。
本发明方法具有如下有益效果：(1)本发明独创性地引入部分端胺基聚醚与普通聚醚多元醇共混组成B组份，利用端胺基聚醚与异氰酸酯反应速度快的特性，使A/B聚氨酯胶粘剂组份在混合的瞬间完成反应，形成具有一定初粘力的聚氨酯胶粘剂；(2)该产品创造性地采用喷涂的工艺进行胶粘剂的涂覆，由于A组份的预聚体的聚合度较低，粘度较小，且B组分钟端胺基聚醚具有瞬间反应的特性，在A/B组份混合喷涂前无需加入有机溶剂进行稀释；(3)B组分由特定比例的端胺基聚醚与普通聚醚多元醇组成，在反应的过程中，利于形成凝胶结构，能够在具备初粘力的同时，保持胶粘剂的开放时间，适合于大规模工业化应用。
具体实施方式
以下通过实例进一步说明本发明，这些例子只是进一步的说明，不是对其的限制。
实施例1：
(1)A组份的制备：
秤取20Kg的一缩二丙二醇于反应釜中，将液体加热至110℃，在抽真空的条件下，脱水30分钟，然后恢复至大气压，并降低温度至70℃，向其中加入80KgMDI-50(烟台万华生产)，持续搅拌3小时，冷却至室温，然后向其中加入100Kg的PM-200(烟台万华生产)，搅拌15分钟，即得A组份。
(2)B组份的制备：
分别秤取普通聚醚多元醇SC-455(羟值：455mgKOH/g，国都化工生产)45Kg,环氧大豆油聚醚多元醇(羟值310mgKOH/g)10Kg，聚醚胺D400(亨斯迈生产)20Kg，聚醚胺T-403(亨斯迈生产)15Kg，硅烷偶联剂KH550 5Kg，消泡剂3Kg，于反应釜中，持续搅拌15分钟，即得B组份。
将A/B组份，采用聚氨酯喷涂机(固瑞克E-10)，喷涂温度45℃，喷涂于木板表面，在木板表面得到凝胶状的胶层，然后在其上表面放置PVC表皮，在60℃的温度下通过复合机，即得到复合木板。放置24小时后测试表皮与木板的剥离强度为120N/5cm(表皮破坏)。
实施例2：
(1)A组份的制备：
秤取50Kg的1，4-丁二醇于反应釜中，将液体加热至110℃，在抽真空的条件下，脱水30分钟，然后恢复至大气压，并降低温度至70℃，向其中加入100KgMDI-50(烟台万华生产)，持续搅拌3小时，冷却至室温，然后向其中加入70Kg的M20S(BASF生产)，搅拌15分钟，即得A组份。
(2)B组份的制备：
分别秤取普通聚醚多元醇SC-400(羟值：400mgKOH/g，国都化工生产)40Kg,环氧大豆油聚醚多元醇(羟值310mgKOH/g)35Kg，聚醚胺T-403(亨斯迈生产)17Kg，硅烷偶联剂KH550 5Kg，消泡剂3Kg，于反应釜中，持续搅拌15分钟，即得B组份。
将A/B组份，采用聚氨酯喷涂机(固瑞克E-10)，喷涂温度45℃，喷涂于PVC表面，在木板表面得到凝胶状的胶层，然后在其上表面放置PVC表皮，在60℃的温度下通过复合机，即得到复合木板。放置24小时后测试表皮与木板的剥离强度为102N/5cm(表皮破坏)。
实施例3：
(1)A组份的制备：
秤取30Kg的乙二醇于反应釜中，将液体加热至110℃，在抽真空的条件下，脱水30分钟，然后恢复至大气压，并降低温度至70℃，向其中加入80Kg液化MDI(烟台万华生产)，持续搅拌3小时，冷却至室温，然后向其中加入50Kg的M20S(BASF生产)，搅拌15分钟，即得A组份。
(2)B组份的制备：
分别秤取普通聚醚多元醇SA-380(羟值：380mgKOH/g，山东东大生产)30Kg,环氧大豆油聚醚多元醇(羟值310mgKOH/g)45Kg，聚醚胺D-400(亨斯迈生产)15Kg，硅烷偶联剂KH570 5Kg，消泡剂5Kg，于反应釜中，持续搅拌15分钟，即得B组份。
将A/B组份，采用聚氨酯喷涂机(固瑞克E-10)，喷涂温度45℃，喷涂于PU蜂窝板表面，在木板表面得到凝胶状的胶层，然后在其上表面放置面料，在60℃的温度下通过复合机，即得到复合木板。放置24小时后测试表皮与木板的剥离强度为65N/5cm(表皮破坏)。
实施例4：
(1)A组份的制备：
秤取35Kg的乙二醇于反应釜中，将液体加热至110℃，在抽真空的条件下，脱水30分钟，然后恢复至大气压，并降低温度至70℃，向其中加入70Kg液化MDI(烟台万华生产)，持续搅拌3小时，冷却至室温，然后向其中加入80Kg的M20S(BASF生产)，搅拌15分钟，即得A组份。
(2)B组份的制备：
分别秤取普通聚醚多元醇SC-300(羟值：300mgKOH/g，国都化工生产)25Kg,环氧大豆油聚醚多元醇(羟值380mgKOH/g)60Kg，聚醚胺D-400(亨斯迈生产)10Kg，消泡剂5Kg，于反应釜中，持续搅拌15分钟，即得B组份。
将A/B组份，采用聚氨酯喷涂机(固瑞克E-10)，喷涂温度45℃，喷涂于石膏板表面，在木板表面得到凝胶状的胶层，然后在其上表面放置壁纸，在60℃的温度下通过复合机，即得到复合木板。放置24小时后测试壁纸与石膏板的剥离强度为70N/5cm(表皮破坏)。

Claims (6)

1.一种喷涂型无溶剂聚氨酯胶黏剂，其特征在于，该喷涂型无溶剂聚氨酯胶黏剂包括A、B两个组份，A组份是由含异氰酸酯端基的预聚体与异氰酸酯按任意比例混合得到的混合物，混合物的粘度小于1000cps(25℃)，所述的含异氰酸酯端基的预聚体由二异氰酸酯与二元醇按质量比100：(10-50)反应得到；B组份是按重量比由聚醚多元醇20-60份、聚醚多元胺10-30份及其他助剂0-10份的混合物。
2.如权利要求1所述的喷涂型无溶剂聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯及其衍生物、二苯基甲烷二异氰酸酯、液化二苯基甲烷二异氰酸酯、奈二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环已基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种的混合。
3.如权利要求1所述的喷涂型无溶剂聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述的二元醇为乙二醇、二乙二醇、一缩二丙二醇、分子量200～4000的二元聚醚醇中的一种或几种的混合物。
4.如权利要求1所述的喷涂型无溶剂聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述的B组份中的聚醚多元醇的羟值为25～700mgKOH/g，为植物油多元醇或者由如下起始剂及聚合单体制备所得，所述的起始剂为乙二醇、甘油、蔗糖或乙二胺，聚合单体为环氧丙烷、环氧乙烷或二者的混合物。
5.如权利要求1所述的喷涂型无溶剂聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述的B组份中的聚醚多元胺为二乙基甲苯二胺、端氨基聚氧化丙烯醚、端氨基聚氧化乙烯醚中的一种或几种的混合物。
6.如权利要求1所述的喷涂型无溶剂聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述的B组份中的其他助剂为聚氨酯助剂，所述的聚氨酯助剂为偶联剂、消泡剂、催化剂中的一种或多种混合。
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