CN108624278B - 一种常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶及其制备方法，按照质量份数比计算，包括聚氨酯预聚体80份和增粘树脂20份；所述聚氨酯预聚体包括如下组份：丁酮20‑40份、丙酮22‑42份、乙酸甲酯5‑15份、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI 2.1～2.3份、聚醚二元醇PPG 20份、丙烯酸羟基乙酯0.01‑0.03份、有机锡或有机铋0.003‑0.006份、1，6己二醇HG 0.03‑0.12份、三羟甲基丙烷TMP 0.01‑0.03份和乙二醇EG 0.08‑0.1份；所述增粘树脂包括如下组份：聚酮树脂4‑8份，酚醛树脂4‑8份和氢化松香2‑6份；由本发明制备获得的改性聚氨酯包覆胶，具有环保低毒，低温时胶水流动性和耐寒性好，胶膜结晶速度适中，粘性维持时间达到＞10min，能够常温使用的特点，制备工艺简单。

Description

一种常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及包覆胶技术领域，尤其涉及一种常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶及其制备方法。
背景技术
目前现有的包覆胶通常分为溶剂型聚氨酯包覆胶和聚氨酯热熔胶两种类型。对于溶剂型聚氨酯包覆胶通常使用甲苯作为主要溶剂来将聚酯多元醇和HDI聚合生产聚氨酯，但甲苯毒性较大，获得的胶水粘度一般为10000cps，但在5-15℃的时候粘度会升到18000-20000cps左右，初期力粘强，结晶速度快，可操作时间仅在1分钟左右，贴坏的板材无法返工直接报废，并且需要40-60℃的活化温度，并且胶水耐寒性差，胶水在零下15-20℃的条件下保持12小时就会部分结冻无法使用，在冬天低温环境下流动性差，需要用溶剂稀释才能进行使用，并且包覆胶对不同的PVC包覆膜包覆效果不理想，需要配合使用异氰酸酯固化剂，耗时耗力。而聚氨酯热熔胶虽然不需要无溶剂，但仍然需要在120℃左右的条件使用，且对PVC包覆膜耐热要求很高，贴坏的板材同样无法返工只能报废处理，多用于高端产品，且操作环境存在烫伤的危险。因此，寻求一种无毒环保，流动性和耐寒性好且能够有效在常温下使用的聚氨酯包覆胶便是业内亟待解决的技术问题了。
发明内容
本发明的目的在于提出一种常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶，其具有环保低毒，溶剂残留少，低温时胶水流动性和耐寒性好，胶膜结晶速度适中，胶水初期粘力强，粘性维持时间达到＞10min，并且能够常温使用的特点。
本发明的另一个目的在于提出一种常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶的制备方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶，按照质量份数比计算，包括聚氨酯预聚体80份和增粘树脂20份；
所述聚氨酯预聚体包括如下组份：丁酮20-40份、丙酮22-42份、乙酸甲酯5-15份、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI 2.1～2.3份、聚醚二元醇20份、丙烯酸羟基乙酯0.01-0.03份、有机锡或有机铋0.003-0.006份、1，6己二醇0.03-0.12份、三羟甲基丙烷TMP 0.01-0.03份和乙二醇EG 0.08-0.1份；
所述增粘树脂包括如下组份：聚酮树脂4-8份，酚醛树脂4-8份和氢化松香2-6份。本发明提出的一种常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶，其中首先在聚氨酯预聚体方面，通过使用丁酮、丙酮、乙酸甲酯形成的混合溶剂将聚醚二元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯MDI在一定温度下由1,6己二醇和三羟甲基丙烷TMP在该混合溶剂中进行扩链，同时利用丙烯酸羟基乙酯改性，从而有效得到初期力强，结晶速度适中，稳定且耐寒性好的端羟基聚氨酯预聚体，其可以常温下放置密闭保存；其次通过将一定比例的聚氨酯预聚体与增粘树脂进行混合，从而得到常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶；采用上述配方所制得的改性聚氨酯包覆胶，具有环保低毒，溶剂残留少，低温时胶水流动性和耐寒性好，胶膜结晶速度适中，胶水初期粘力强，粘性维持时间达到＞10min，并且能够常温使用的特点。
本发明与现有的溶剂型聚氨酯包覆胶或聚氨酯热熔胶相比，具有以下优点：
1、毒性低，通过采用由丁酮、丙酮和乙酸甲酯混合而得的混合溶剂，其毒性低，沸点低挥发快，对PVC包覆膜的穿透力强，制成的建材品中残留的溶剂少，能够达到GB18583-2008的标准技术要求；有效克服了现有采用甲苯残留而导致毒性大，环保性低的问题，
2、本发明将通过采用聚醚二元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯MDI在一定温度下由1,6己二醇和三羟甲基丙烷TMP在该混合溶剂中进行扩链，并利用丙烯酸羟基乙酯改性；不仅聚合得到的预聚体初期粘力强，而且有效降低了胶水的结晶性，显著增强了聚氨酯胶水的耐寒性和稳定性，可操作时间延长到＞10min，即PVC膜贴上去后十分钟仍然可以完整的撕下来，且PVC板材上面不会残留胶水影响再次使用，减少了浪费；并且通过在聚氨酯聚合反应过程中加入少量的丙烯酸羟基乙酯进行改性引入羧基，从而明显改善了胶水对不同PVC膜适应性；该聚氨酯包覆胶能够在15-60℃使用，常温下能够直接使用而无需加热，无需活化温度，方便且有效节省能源。
3、通过在聚氨酯预聚体中加入一定配比的增粘树脂，使胶水本身的流动性和耐寒性得到很大的提高，在5℃～15℃时流动性变化不明显，使用时不需要重新调整刮胶机，有效节约人工成本。
进一步说明，所述聚氨酯预聚体在25±2℃下的粘度为9500-11000cps。
进一步说明，所述聚氨酯预聚体按照质量份数比计算，包括如下组份：丁酮25～35份、丙酮22-40份、乙酸甲酯8～12份、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI 2.2份、聚醚二元醇20份、丙烯酸羟基乙酯0.01-0.03份、有机锡或有机铋0.003-0.005份、1，6己二醇0.08-0.1份、三羟甲基丙烷TMP 0.01-0.03份和乙二醇EG 0.08～0.09份。
进一步说明，所述聚氨酯预聚体按照质量份数比计算，包括如下组份：丁酮30份、丙酮30份、乙酸甲酯10份、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI 2.2份、聚醚二元醇20份、丙烯酸羟基乙酯0.02份、有机锡或有机铋0.004份、1，6己二醇0.09份、三羟甲基丙烷TMP 0.02份和乙二醇EG 0.08份。
进一步说明，所述增粘树脂按照质量份数比计算，包括如下组份：聚酮树脂6份，酚醛树脂6份和氢化松香4份。
一种常温无三苯改性聚氨酯包覆胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)聚氨酯预聚体的合成：将8～16份丁酮、20份聚醚二元醇、0.003-0.006份有机锡或有机铋、0.03-0.12份1，6己二醇和0.01-0.03份三羟甲基丙烷TMP加入至反应釜中，升温至75-85℃后，再加入2.1～2.3份二苯基甲烷二异氰酸酯MDI，进行聚合反应2～2.5h，达到所需粘度后，先加入4～8份丁酮和丙烯酸羟基乙酯0.01-0.03份继续反应到所需粘度，再继续加入4～8份丁酮反应到所需粘度后，再加入0.08-0.1份乙二醇EG和4～8份丁酮，保温1小时后降温至40-50℃，最后加入5-15份乙酸甲酯和22-40份丙酮，即可得到聚氨酯预聚体；
(2)制备成品：将20份由聚酮树脂4-8份，酚醛树脂4-8份和氢化松香2-6份混合而成的增粘树脂，加入至80份聚氨酯预聚体中，均匀搅拌后，并加入1～2份丙酮调整粘度至9000-11000cps/25℃，即可得到常温无三苯改性聚氨酯包覆胶。
本发明提出一种常温无三苯改性聚氨酯包覆胶的制备方法，其在聚氨酯预聚体的合成过程中，将聚醚二元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯MDI在75-85℃通过1,6己二醇，三羟甲基丙烷TMP扩链，前期多元醇无需真空脱水，无需氮气保护，并通过利用丙烯酸羟基乙酯改性改性，获得反应产物为端羟基的聚氨酯预聚体，从而使端羟基聚氨酯预聚体的初期站力强，结晶速度适中，稳定且耐寒性好，同时利用加入一定配比的增粘树脂，使胶水的流动性和耐寒性进一步提高，使改性聚氨酯包覆胶的综合性能更好，该制备方法简单，产品易于保存。补充说明，上述所需粘度的判定，是指在温度为80-85℃，额定电机功率75KW，转速定速40转/分钟下的电流值达到78-82。
进一步说明，步骤(1)中，加入丁酮、聚醚二元醇、有机锡或有机铋、1，6己二醇和三羟甲基丙烷TMP后，升温至80℃，再加入二苯基甲烷二异氰酸酯MDI。
进一步说明，步骤(1)中，所述聚合反应的时间为2h。
进一步说明，步骤(2)中所述搅拌的时间为50～60min。
本发明的有益效果：对于聚氨酯预聚体中，通过采用由丁酮、丙酮和乙酸甲酯形成的混合溶剂，将聚醚二元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯MDI在一定温度下由1,6己二醇和三羟甲基丙烷TMP在该混合溶剂中进行扩链，同时利用丙烯酸羟基乙酯改性，从而有效得到初期力强，结晶速度适中，稳定且耐寒性好的端羟基聚氨酯预聚体，其可以常温下放置密闭保存；并将一定比例的聚氨酯预聚体与增粘树脂进行有效混合，使获得改性聚氨酯包覆胶，具有环保低毒，溶剂残留少，低温时胶水流动性和耐寒性好，胶膜结晶速度适中，胶水初期粘力强，粘性维持时间达到＞10min，并且能够常温使用的特点，制备步骤简单。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例-一种常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)聚氨酯预聚体的合成：将8～16份丁酮、20份聚醚二元醇、0.003-0.006份有机锡或有机铋、0.03-0.12份1，6己二醇和0.01-0.03份三羟甲基丙烷TMP加入至反应釜中，升温至75-85℃后，再加入2.1～2.3份二苯基甲烷二异氰酸酯MDI，进行聚合反应2～2.5h，达到所需粘度后，先加入4～8份丁酮和丙烯酸羟基乙酯0.01-0.03份继续反应到所需粘度，再继续加入4～8份丁酮反应到所需粘度后，再加入0.08-0.1份乙二醇EG和4～8份丁酮，保温1小时后降温至40-50℃，最后加入5-15份乙酸甲酯和20-40份丙酮，即可得到聚氨酯预聚体；
(2)制备成品：将20份由聚酮树脂4-8份，酚醛树脂4-8份和氢化松香2-6份混合而成的增粘树脂，加入至80份聚氨酯预聚体中，均匀搅拌后，并加入1～2份丙酮调整粘度至9000-11000cps/25℃，即可得到常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶。
根据上述制备步骤方法，并按照重量份数改变各配方组份的配比如下表1，获得常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶，并测试各实施例中获得的改性聚氨酯包覆胶的性能；
表1常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶的制备方案
Figure GDA0002962489250000061
Figure GDA0002962489250000071
由上表可以看出，由本发明制备获得的改性聚氨酯包覆胶，其不仅无三苯，环保低毒，溶剂残留少，而且在5℃～15℃时流动性变化不明显，低温时胶水流动性和耐寒性好，通过在常温下的粘度能够保持在9500-11000cps，低温时粘度为10750～12000cps，胶膜结晶速度适中，胶水初期粘力强，粘性维持时间达到＞10min，因此能够在15-60℃有效使用而无需加热，无需活化温度，方便且有效节省能源，并且PVC膜贴上去后十分钟仍然可以完整的撕下来，且PVC板材上面不会残留胶水影响再次使用，减少了浪费。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶，其特征在于：按照质量份数比计算，包括聚氨酯预聚体80份和增粘树脂20份；
所述聚氨酯预聚体包括如下组份：丁酮20-40份、丙酮22-42份、乙酸甲酯5-15份、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI 2.1～2.3份、聚醚二元醇20份、丙烯酸羟基乙酯0.01-0.03份、有机锡或有机铋0.003-0.006份、1，6己二醇0.03-0.12份、三羟甲基丙烷TMP 0.01-0.03份和乙二醇EG 0.08-0.1份；
所述增粘树脂包括如下组份：聚酮树脂4-8份，酚醛树脂4-8份和氢化松香2-6份；
所述聚氨酯预聚体在25±2℃下的粘度为9500-11000cps。
2.根据权利要求1所述的一种常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶，其特征在于：所述聚氨酯预聚体按照质量份数比计算，包括如下组份：丁酮25～35份、丙酮22-40份、乙酸甲酯8～12份、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI 2.2份、聚醚二元醇20份、丙烯酸羟基乙酯0.01-0.03份、有机锡或有机铋0.003-0.005份、1，6己二醇0.08-0.1份、三羟甲基丙烷TMP 0.01-0.03份和乙二醇EG 0.08～0.09份。
3.根据权利要求1所述的一种常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶，其特征在于：所述聚氨酯预聚体按照质量份数比计算，包括如下组份：丁酮30份、丙酮30份、乙酸甲酯10份、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI 2.2份、聚醚二元醇20份、丙烯酸羟基乙酯0.02份、有机锡或有机铋0.004份、1，6己二醇0.09份、三羟甲基丙烷TMP 0.02份和乙二醇EG 0.08份。
4.根据权利要求1所述的一种常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶，其特征在于：所述增粘树脂按照质量份数比计算，包括如下组份：聚酮树脂6份，酚醛树脂6份和氢化松香4份。
5.一种如权利要求1所述的常温无三苯改性聚氨酯包覆胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)聚氨酯预聚体的合成：将8～16份丁酮、20份聚醚二元醇、0.003-0.006份有机锡或有机铋、0.03-0.12份1，6己二醇和0.01-0.03份三羟甲基丙烷TMP加入至反应釜中，升温至75-85℃后，再加入2.1～2.3份二苯基甲烷二异氰酸酯MDI，进行聚合反应2～2.5h，达到所需粘度后，先加入4～8份丁酮和丙烯酸羟基乙酯0.01-0.03份继续反应到所需粘度，再继续加入4～8份丁酮反应到所需粘度后，再加入0.08-0.1份乙二醇EG和4～8份丁酮，保温1小时后降温至40-50℃，最后加入5-15份乙酸甲酯和22-40份丙酮，即可得到聚氨酯预聚体；
(2)制备成品：将20份由聚酮树脂4-8份，酚醛树脂4-8份和氢化松香2-6份混合而成的增粘树脂，加入至80份聚氨酯预聚体中，均匀搅拌后，并加入1～2份丙酮调整粘度至9000-11000cps/25℃，即可得到常温无三苯改性聚氨酯包覆胶。
6.根据权利要求5所述的一种常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，加入丁酮、聚醚二元醇、有机锡或有机铋、1，6己二醇和三羟甲基丙烷TMP后，升温至80℃，再加入二苯基甲烷二异氰酸酯MDI。
7.根据权利要求6所述的一种常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述聚合反应的时间为2h。
8.根据权利要求5所述的一种常温无三苯的改性聚氨酯包覆胶的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述搅拌的时间为50～60min。
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