CN109021908A - 一种油性聚氨酯包覆胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种油性聚氨酯包覆胶及其制备方法，其包括A组份和B组份，A组份包括：聚酯/聚醚多元醇混合物20~40份、第一二异氰酸酯3~8份、交联剂0.05~0.2份、第一有机溶剂60~80份和催化剂0.01~0.05份；B组份包括：第二二异氰酸酯20~50份和第二有机溶剂50~80份；A组份与B组份的重量比为：15:1。本发明中的油性聚氨酯包覆胶解决了PVC膜与基材粘接时出现的起泡、反弹以及后期变色问题，粘合密实，粘贴强度高，能够充分表现原作品的层次感及艺术美感。

Description

一种油性聚氨酯包覆胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及精细高分子材料领域，具体涉及一种油性聚氨酯包覆胶及其制备方法。
背景技术
聚氨酯包覆胶主要是以异氰酸酯和多元醇反应的高聚物为主体，同时加入适量的增粘树脂等填料的胶黏剂，在家装行业主要分为热熔胶、油性胶和水性胶。
热熔胶需要加热到一定温度熔融后才能进行正常施工，对设备要求较高，由于不同厂家的PVC膜的表面张力存在较大差距，在实际应用中热熔胶对PVC膜的适应性较差，需要对基材特殊处理。水性聚氨酯包覆胶是刚刚发展起来的环保型胶黏剂，但由于其施工工艺与油性胶有变动，操作速度比油性胶稍慢，冬季水性胶的包装、运输和施工时对环境的温度要求较高，此外包覆机操作人员的技术问题，以及胶水的质量一直是制约水性胶应用的两大难题。油性聚氨酯包覆胶生产工艺简单，施工操作易掌握，目前广泛应用于免漆装饰材料的生产和家庭装修等方面。
目前市场上的油性聚氨酯包覆胶主要是用有机溶剂将热塑性聚氨酯弹性体橡胶溶解，加入适量的增粘树脂，然后调节粘度，为了提高各组分的相容性，体系中常常加入甲苯等苯系物。这类胶水由于含较多的苯系物，毒性大，环保性差，且胶水做出的产品随着时间的推移容易出现胶层变脆、翘起和变色现象，影响美观。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种高油性聚氨酯包覆胶及其制备方法，解决了现有技术中存在的不足。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种油性聚氨酯包覆胶，其包括A组份和B组份，所述A组份的原料以及各种原料的重量份数包括：聚酯/聚醚多元醇混合物20～40份、第一二异氰酸酯3～8份、交联剂0.05～0.2份、第一有机溶剂60～80份和催化剂0.01～0.05份；
所述B组份按重量份数包括：第二二异氰酸酯20～50份和第二有机溶剂50～80份；
所述A组份与B组份的重量比为：15:1。
进一步地，所述A组份的原料以及各种原料的重量份数包括：聚酯/聚醚多元醇混合物25～35份、第一二异氰酸酯5～6份、交联剂0.1～0.15份、第一有机溶剂60～80份和催化剂0.02～0.04份；
所述B组份按重量份数包括：第二二异氰酸酯30～40份和第二有机溶剂50～80份；
进一步地，所述A组份与B组份的重量比为：15:1。
所述A组份的粘度为5000cps～12000cps，固含量为20％～40％。
进一步地，聚酯/聚醚多元醇混合物的相对分子质量为1000-10000。
进一步地，所述第一二异氰酸酯和第二二异氰酸酯均包括二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。
进一步地，所述交联剂包括丙三醇、三羟甲基丙烷和1,2,6-己三醇中的一种或几种。
进一步地，所述第一有机溶剂和第二有机溶剂均为沸点在30-200℃的低毒易挥发的溶剂中的一种或几种。
进一步地，所述催化剂包括月桂酸铋、异辛酸铋和双吗啉基二乙基醚中的至少一种。更优选地，所述催化剂包括月桂酸铋和/或异辛酸铋。
一种所述油性聚氨酯包覆胶的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：
A组份的制备：(1)按质量份数，称取A组份的原料：聚酯/聚醚多元醇混合物20～40份、第一二异氰酸酯3～8份、交联剂0.05～0.2份、第一有机溶剂60～80份和催化剂0.01～0.05份；(2)将聚酯/聚醚多元醇混合物和交联剂加入反应釜中，升温至100℃～120℃，在-0.085MPa～-0.1MPa的压力下脱水，再降温至65℃～80℃，加入第一二异氰酸酯搅拌反应，20～40分钟后加入催化剂聚合反应3h～4h，然后根据粘度变化加入第一有机溶剂调节粘度，然后过滤、出料、包装；
B组份的制备：将第二二异氰酸酯与含水量小于0.05％的第二有机溶剂混合，配制二异氰酸酯含量为20-50％的溶液。
油性聚氨酯包覆胶的制备：将A组份和B组份按15:1比例混合均匀即可使用。
进一步地，油性包覆胶A组份的粘度控制在5000cps～12000cps，固含量在20％～40％。
本发明至少具有以下有益效果：
本发明的技术方案通过聚酯/聚醚多元醇与异氰酸酯反应，且不添加任何增粘树脂，并加入特定种类的交联剂以及月桂酸铋、异辛酸铋等催化剂，使得所得到的油性聚氨酯包覆胶的粘接强度高，在较高温度下也不会出现起泡和反弹，粘合密实，不会出现变色现象，能够细致表现原作品的艺术美感；其从根本上解决了现有技术中油性胶水所具有的问题，并延长了原作品的使用寿命。
此外，该油性聚氨酯包覆胶操作简单，制备工艺简单、周期短。该油性聚氨酯包覆胶能够用于中、高压密度板、层压板、实木板及其它钢铁、合金和复合板材的(椭)圆形曲面、台阶面、异形面的包封贴覆装饰等。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通方法人员在没有作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
一种油性聚氨酯包覆胶，原料以及各种原料的重量分数可以为以下组合：
①油性聚氨酯包覆胶包括A组份和B组份，A组份包括：聚酯/聚醚多元醇混合物20份、第一二异氰酸酯8份、交联剂0.05份、第一有机溶剂60～80份和催化剂0.01份；其中，聚酯/聚醚多元醇混合物的相对分子质量为1000；第一二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯；交联剂为丙三醇；第一有机溶剂为沸点在30-200℃的低毒易挥发的溶剂中的一种或几种；催化剂为月桂酸铋。该A组份的粘度为5000cps，固含量为20％。
B组份包括：第二二异氰酸酯20份和第二有机溶剂80份；其中，第二二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯；第二有机溶剂为沸点在30-200℃的低毒易挥发的溶剂中的一种或几种。
A组份与B组份的重量比为：10:1。
②油性聚氨酯包覆胶包括A组份和B组份，A组份包括：聚酯/聚醚多元醇混合物40份、第一二异氰酸酯3份、交联剂0.2份、第一有机溶剂60～80份和催化剂0.05份；其中，聚酯/聚醚多元醇混合物的相对分子质量为10000；第一二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯；交联剂为丙三醇和三羟甲基丙烷；第一有机溶剂为沸点在30-200℃的低毒易挥发的溶剂中的一种或几种；催化剂为双吗啉基二乙基醚。该A组份的粘度为12000cps，固含量为40％；
B组份包括：第二二异氰酸酯50份和第二有机溶剂50份；其中所述第一二异氰酸酯和第二二异氰酸酯均包括二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种；第二有机溶剂为沸点在30-200℃的低毒易挥发的溶剂中的一种或几种。
A组份与B组份的重量比为：20:1。
③A组份包括：聚酯/聚醚多元醇混合物25份、第一二异氰酸酯6份、交联剂0.1份、第一有机溶剂60～70份和催化剂0.02份；其中，聚酯/聚醚多元醇混合物的相对分子质量为3000；第一二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯；交联剂为1,2,6-己三醇中的一种或几种；第一有机溶剂为沸点在30-200℃的低毒易挥发的溶剂中的一种或几种；催化剂为异辛酸铋。该A组份的粘度为10000cps，固含量为25％；
B组份包括：第二二异氰酸酯30份和第二有机溶剂60～70份；其中，第二二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯；第二有机溶剂为沸点在30-200℃的低毒易挥发的溶剂中的一种或几种。
A组份与B组份的重量比为：15:1。
④A组份包括：聚酯/聚醚多元醇混合物35份、第一二异氰酸酯5份、交联剂0.15份、第一有机溶剂60～70份和催化剂0.04份；其中，聚酯/聚醚多元醇混合物的相对分子质量为8000；第一二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯；交联剂为丙三醇；第一有机溶剂为沸点在30-200℃的低毒易挥发的溶剂中的一种或几种；催化剂为月桂酸铋和双吗啉基二乙基醚。该A组份的粘度为8000cps，固含量为35％；
B组份包括：第二二异氰酸酯40份和第二有机溶剂50～70份；其中，第二二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯；第二有机溶剂为沸点在30-200℃的低毒易挥发的溶剂中的一种或几种。
A组份与B组份的重量比为：15:1。
⑤A组份包括：聚酯/聚醚多元醇混合物30份、第一二异氰酸酯5.5份、交联剂0.13份、第一有机溶剂60～80份和催化剂0.03份；其中，聚酯/聚醚多元醇混合物的相对分子质量为6000；第一二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯；交联剂为丙三醇；第一有机溶剂为沸点在30-200℃的低毒易挥发的溶剂中的一种或几种；催化剂为月桂酸铋和异辛酸铋。该A组份的粘度为7000cps，固含量为30％；
B组份包括：第二二异氰酸酯35份和第二有机溶剂60～70份；其中，,第二二异氰酸为甲苯二异氰酸酯；第二有机溶剂为沸点在30-200℃的低毒易挥发的溶剂中的一种或几种。
A组份与B组份的重量比为：15:1。
上述①～⑤中，聚酯/聚醚多元醇混合物为聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合物。第一有机溶剂和第二有机溶剂均可包括丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯和二氯甲烷等沸点在30-200℃的低毒易挥发的溶剂。
实施例2
一种油性聚氨酯包覆胶的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：
A组份的制备：将150kg的聚酯多元醇(平均分子量3500)、50kg的聚醚多元醇(平均分子量5000)和1kg的丙三醇加入反应釜中，升温至100℃～120℃，在-0.085MPa的压力下脱水，降温至65℃℃，加入40kg甲苯二异氰酸酯，30分钟后加入0.2kg月桂酸铋，聚合反应3h，根据粘度变化加入溶剂约600kg调节粘度，然后过滤、出料、包装；
B组份的制备：将甲苯二异氰酸酯与含水量小于0.05％的有机溶剂混合，配制甲苯二异氰酸酯含量为20％的溶液。
油性聚氨酯包覆胶的制备：将A、B两组份按重量比15:1混合均匀，所得胶黏剂即为油性聚氨酯包覆胶。
实施例3
一种油性聚氨酯包覆胶的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：
A组份的制备：将200kg的聚酯多元醇(平均分子量5500)和50kg的聚醚多元醇(平均分子量4000)，1.5kg的三羟甲基丙烷加入反应釜中，升温至100℃～120℃，在-0.1MPa的压力下脱水，降温至80℃，加入60kg二苯基甲烷二异氰酸酯，30分钟后加入0.3kg月桂酸铋和异辛酸铋，聚合反应4h，根据粘度变化加入溶剂约700kg调节粘度，然后过滤、出料、包装。
B组份的制备：将甲苯二异氰酸酯与含水量小于0.05％的有机溶剂混合，配制甲苯二异氰酸酯含量为20％的溶液。
油性聚氨酯包覆胶的制备：将A、B两组份按重量比15:1混合均匀，所得胶黏剂即为油性聚氨酯包覆胶。
实施例4
一种油性聚氨酯包覆胶的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：
A组份的制备：将250kg的聚酯多元醇(平均分子量4000)和100kg的聚醚多元醇(平均分子量6500)，2kg的1,2,6-己三醇加入反应釜中，升温至100℃～120℃，在-0.09MPa的压力下脱水，降温至70℃，加入80kg六亚甲基二异氰酸酯，30分钟后加入0.5kg异辛酸铋，聚合反应4h，根据粘度变化加入溶剂约800kg调节粘度，然后过滤、出料、包装。
B组份的制备：将甲苯二异氰酸酯与含水量小于0.05％的有机溶剂混合，配制甲苯二异氰酸酯含量为20％的溶液。
油性聚氨酯包覆胶的制备：将A、B两组份按重量比15:1混合均匀，所得胶黏剂即为油性聚氨酯包覆胶。
实施例5
一种油性聚氨酯包覆胶的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：A组份的制备：将40kg的聚酯多元醇(平均分子量7000)和20kg的聚醚多元醇(平均分子量4500)，0.3kg的1,2,6-己三醇加入反应釜中，升温至110℃，在-0.095MPa的压力下脱水，降温至70℃，加入11kg六亚甲基二异氰酸酯，30分钟后加入0.07kg双吗啉基二乙基醚，聚合反应4h，根据粘度变化加入溶剂约140kg调节粘度，然后过滤、出料、包装。
B组份的制备：将甲苯二异氰酸酯与含水量小于0.05％的有机溶剂混合，配制甲苯二异氰酸酯含量为20％的溶液。
油性聚氨酯包覆胶的制备：将A、B两组份按重量比15:1混合均匀，所得胶黏剂即为油性聚氨酯包覆胶。
实施例6
判断包覆胶质量的好坏主要考察原作品下线后经过高温处理的起泡机率、反弹机率、后期美观(变色)和粘贴强度大小的情况。下面将实施例2～5中所得到的本发明的油性聚氨酯包覆胶为实验组。
对比组：油性聚氨酯包覆胶A组份的制备如下：先将600kg的有机溶剂加入反应釜中，开起搅拌，将150kg的热塑性聚氨酯弹性体橡胶和200kg的酚醛树脂加入反应釜中，搅拌溶解，然后用50kg的溶剂调节粘度，最后过滤、出料、包装。B组份：将实施例3中的B组份作为对比组的B组份。将A、B两组份按重量比15:1混合均匀，所得胶黏剂即为油性聚氨酯包覆胶对比实例。
测试对比：分别将实施例2、3、4、5和对比组1制得的油性聚氨酯包覆胶在同等条件下进行上机实验，并将所生产的产品分别放在40℃×4h条件下统计起泡和反弹情况，测试常温下2h、24h和48h的粘贴力，40℃下观察胶层的颜色变化。测试结果如下表所示：
从表中可以看出，实施例2、3、4在起泡和常温粘贴力方面优于实施例5，且实施例2、3、4和5各方面的性能明显优于对比例；其中，本发明的常温粘贴力较强，明显优于对比例，且本发明几乎不起泡不反弹，而对比例有明显的反弹或气泡现象，本发明的效果远远高于对比例，40℃下，15天后，本发明的颜色没有任何变化，而对比例颜色逐渐加深，在90天的时候，颜色已经变为深黄色。总体而言，本发明的效果显著。
此外，该实施例5也进一步说明了：本发明在不添加任何增粘树脂的条件下，通过加入月桂酸铋、异辛酸铋等催化剂和特定种类的其他成分以及采用特定的制备过程，使得本发明所得的包覆胶的性能远远高于现有技术中其他的包覆胶。本发明所得的油性包覆胶能够充分的表现原作品的艺术美感。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油性聚氨酯包覆胶，其包括A组份和B组份，其特征在于：所述A组份的原料以及各种原料的重量份数包括：聚酯/聚醚多元醇混合物20~40份、第一二异氰酸酯3~8份、交联剂0.05~0.2份、第一有机溶剂60~80份和催化剂0.01~0.05份；
所述B组份按重量份数包括：第二二异氰酸酯20~50份和第二有机溶剂50~80份；
所述A组份与B组份的重量比为：(10~20):1。
2.根据权利要求1所述的油性聚氨酯包覆胶，其特征在于：所述A组份的原料以及各种原料的重量份数包括：聚酯/聚醚多元醇混合物25~35份、第一二异氰酸酯5~6份、交联剂0.1~0.15份、第一有机溶剂60~80份和催化剂0.02~0.04份；
所述B组份按重量份数包括：第二二异氰酸酯30~40份和第二有机溶剂50~80份；
所述A组份与B组份的重量比为：15:1。
3.根据权利要求2所述的油性聚氨酯包覆胶，其特征在于：所述A组份的粘度为5000cps~12000cps，固含量为20%~40%。
4.根据权利要求3所述的油性聚氨酯包覆胶，其特征在于：所述催化剂包括月桂酸铋、异辛酸铋和双吗啉基二乙基醚中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的油性聚氨酯包覆胶，其特征在于：所述催化剂包括月桂酸铋和/或异辛酸铋。
6.根据权利要求4所述的油性聚氨酯包覆胶，其特征在于：聚酯/聚醚多元醇混合物的相对分子质量为1000-10000。
7.根据权利要求5所述的油性聚氨酯包覆胶，其特征在于：所述第一二异氰酸酯和第二二异氰酸酯均包括二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。
8.根据权利要求5所述的油性聚氨酯包覆胶，其特征在于：所述交联剂包括丙三醇、三羟甲基丙烷和1,2,6-己三醇中的一种或几种；
所述第一有机溶剂和第二有机溶剂均为沸点在30-200℃的低毒易挥发的溶剂中的一种或几种。
9.一种根据权利要求1~8中任一项所述油性聚氨酯包覆胶的制备方法，其特征在于：所述制备方法具体包括以下步骤：
A组份的制备：
(1) 按质量份数，称取A组份的原料：聚酯/聚醚多元醇混合物20~40份、第一二异氰酸酯3~8份、交联剂0.05~0.2份、第一有机溶剂60~80份和催化剂0.01~0.05份；
(2) 将聚酯/聚醚多元醇混合物和交联剂加入反应釜中，升温至100℃~120℃，在-0.085MPa~-0.1MPa的压力下脱水，再降温至65℃~80℃，加入第一二异氰酸酯搅拌反应，20~40分钟后加入催化剂聚合反应3h~4h，然后根据粘度变化加入第一有机溶剂调节粘度，然后过滤、出料、包装；
B组份的制备：
将第二二异氰酸酯与含水量小于0.05%的第二有机溶剂混合，配制二异氰酸酯含量为20-50%的溶液；
油性聚氨酯包覆胶的制备：
将A组份和B组份按15:1比例混合均匀即可使用。
10.根据权利要求1所述的油性聚氨酯包覆胶的制备方法，其特征在于：油性包覆胶A组份的粘度控制在5000cps~12000cps，固含量在20%~40%。
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