CN109054720A - 一种可用于聚乙烯纤维板材的水基聚氨酯胶水 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可用于聚乙烯纤维板材的水基聚氨酯胶水。它采用以下重量份的组分制成：聚酯多元醇8.0～12.0；端羟基硅油0.5～1.0；异氰酸酯10.0～15.0；阴离子亲水扩链剂1.5～2.0；助溶剂1，1.5～2.0；丙酮10助溶剂2,2.0～15.0；扩链剂1，0.8～1.2；扩链剂2，1,4丁二醇1.0～1.5；三乙胺中和剂，1.3～1.8；水55.0～65.0；水性附着力促进剂，10.0～15.0。该水基聚氨酯胶水采用聚酯型多元醇，所得的聚氨酯胶水具有更好的粘接强度，同时稳定性好，可满足聚乙烯纤维板材的粘接需求。

Description

一种可用于聚乙烯纤维板材的水基聚氨酯胶水
技术领域
本发明涉及胶粘领域，特别是一种胶粘强度大、可用于聚乙烯纤维板材的水基聚氨酯胶水。
背景技术
超高分子量聚乙烯纤维具有高比强度，高比模量的特点，其比强度是同等截面积钢丝的十多倍，比模量仅次于特级碳纤维，且具有很强的吸收能量的能力，因而具有突出的抗冲击性和抗切割性。
聚氨酯胶黏剂是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)和/或异氰酸酯基(-NCO)的胶黏剂，它具备弹性好、耐低温、耐磨、对基材界面黏附性好等优点，对多种材质如混凝土、金属、玻璃有很好的粘接性,耐紫外光、耐低温、耐化学品、性价比高，目前，已被广泛用于建筑工程、交通运输和电子工业。
如能通过适合的胶水将聚乙烯纤维制成板材，将具有极好的抗冲击和吸能作用，但由于聚乙烯纤维的化学结构，其分子结构具有极低的极性，它的超高分子量使它具有很强的分子内聚能，所以表面很难被粘附，目前的聚氨酯胶黏剂还不能提供很好的解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对超高分子量聚乙烯纤维板材难被粘附的技术问题，提供一种可用于聚乙烯纤维板材的水基聚氨酯胶水，该水基聚氨酯胶水采用聚酯型多元醇，所得的聚氨酯胶水具有更好的粘接强度，同时稳定性好，可满足聚乙烯纤维板材的粘接需求。
为了解决上述现有技术问题,本发明的技术方案是:
本发明一种可用于聚乙烯纤维板材的水基聚氨酯胶水，它采用以下重量份的组分制成：
优选地，所述水基聚氨酯胶水采用以下重量份的组分制成：
所述聚酯多元醇为具有2官能团、2000分子量的聚酯多元醇，所述聚酯多元醇、端羟基硅油、双羟甲基丙酸、三羟甲基丙烷、1,4丁二醇提供羟基与异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯，所述二苯甲烷二异氰酸酯用于提供异氰酸酯基；
所述双羟甲基丙酸提供羟基的同时提供具有亲水性的羧基，为亲水性扩链剂，所述三羟甲基丙烷含有三官能羟基，使聚合分子支化度增加，亦增加交联密度，所述1,4丁二醇为扩链剂；
所述三乙胺为水溶剂，与双羟甲基丙酸中的羧酸形成羧酸铵起亲水作用，使聚氨酯分子能均匀分散在水中，所述二甲基乙酰胺为助溶剂，所述丙酮为分散剂，用于降低反应过程中物料粘度，保证氨酯基的顺利合成，所述水性萜烯树脂为附着增强剂。
如上所述的一种可用于聚乙烯纤维板材的水基聚氨酯胶水，采用预聚体法来制备，其制备步骤如下：
(1)、将准备好的聚酯多元醇、端羟基硅油投入反应釜中,100～110℃真空脱水1小时,然后降温至50℃；
(2)、加入二苯甲烷二异氰酸酯,缓慢升温至60～70℃,保温反应2小时；
(3)、加入部分丙酮,降温至45℃,加入双羟甲基丙酸及二甲基乙酰胺,45～50℃保温1小时；
(4)、再加入丙酮、三羟甲基丙烷和1,4丁二醇,继续保温45～50℃反应1小时；
(5)、备好三乙胺和水的混合物,停止加热,将混合物倒入反应釜中,同时将搅拌速度开至最大,搅拌1小时，然后加入水性萜烯树脂搅拌20分钟，即得所述水基聚氨酯胶水。
本发明一种可用于聚乙烯纤维板材的水基聚氨酯胶水,其有益效果有：
1、采用聚酯型多元醇，因为聚酯比聚醚的强度要好，所得的聚氨酯胶水具有更好的粘接强度，能应用于聚乙烯板材的粘接；
2、采用三官能羟基使聚合分子支化度增加，亦增加交联密度，并配合多种助溶剂、分散剂，保证氨酯基的顺利合成，同时满足聚乙烯板材粘接所需的稳定性和附着强度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例
准备具有2官能团、2000分子量的聚酯多元醇10g、端羟基硅油0.8g、二苯甲烷二异氰酸酯13g、双羟甲基丙酸1.8g、二甲基乙酰胺1.8g、丙酮13g、三羟甲基丙烷1.0g、1,4丁二醇1.3g、三乙胺1.6g、水性萜烯树脂13.0g、水62g；
准备好一小容积化学反应釜、一强力搅拌机、一电加热装置、一150℃温度计。
开始制备：
(1)、将10g聚酯多元醇、0.8g端羟基硅油投入反应釜中,100～110℃真空脱水1小时,然后降温至50℃；
(2)、加入13g二苯甲烷二异氰酸酯,缓慢升温至60～70℃,保温反应2小时；
(3)、加入5g丙酮,降温至45℃,加入1.8g双羟甲基丙酸及1.8g二甲基乙酰胺,45～50℃保温1小时；
(4)、再加入8g丙酮、1.0g三羟甲基丙烷和1.3g1,4丁二醇,继续保温45～50℃反应1小时；
(5)、将1.6g三乙胺加入水中制得混合物,停止反应釜加热,将混合物倒入反应釜中,同时将搅拌速度开至最大,搅拌1小时，然后加入13.0g水性萜烯树脂搅拌20分钟，即得所述水基聚氨酯胶水。
本发明一种可用于聚乙烯纤维板材的水基聚氨酯胶水，其粘接强度大，可用于聚乙烯纤维板材的粘接，还可用于玻璃、石材、塑料、纺织、除聚乙烯纤维以外的其他纤维等其它材质，并不局限于本发明所述材质。
关于本发明的组分选择不局限于发明内容所述，基于本发明的技术原理，具有同等性能的类似组分的替代，都应属于本发明的保护范围。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (9)

1.一种可用于聚乙烯纤维板材的水基聚氨酯胶水，其特征在于，它采用以下重量份的组分制成：
2.根据权利要求1所述的一种可用于聚乙烯纤维板材的水基聚氨酯胶水，其特征在于，所述水基聚氨酯胶水采用的多元醇是具有2官能团、2000分子量的聚酯多元醇。
3.根据权利要求1所述的一种可用于聚乙烯纤维板材的水基聚氨酯胶水，其特征在于，在聚氨酯胶水中利用端羟基硅油与异氰酸酯的反应将有机硅嵌入聚氨酯胶水主链，以达到降低胶水表面张力促进附着的作用。
4.根据权利要求1所述的一种可用于聚乙烯纤维板材的水基聚氨酯胶水，其特征在于，胶水合成过程中选用的异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。
5.根据权利要求1所述的一种可用于聚乙烯纤维板材的水基聚氨酯胶水，其特征在于，所述的亲水扩链剂为阴离子亲水扩链剂DMPA(二羟甲基丙酸)。
6.根据权利要求1所述的一种可用于聚乙烯纤维板材的水基聚氨酯胶水，其特征在于，助溶剂1选用的是二甲基乙酰胺，助剂二选用的是丙酮，二者皆为能与水互溶且低毒的溶剂。
7.根据权利要求1所述的一种可用于聚乙烯纤维板材的水基聚氨酯胶水，其特征在于，扩链剂1选用的是TMP(三羟甲基丙烷)，所起作用是扩链与支化交联作用，扩链剂2选用的是BDO(1,4丁二醇)。
8.根据权利要求1所述的一种可用于聚乙烯纤维板材的水基聚氨酯胶水，其特征在于，中和剂选用的是三乙胺。
9.根据权利要求1所述的一种可用于聚乙烯纤维板材的水基聚氨酯胶水，其特征在于，如上所述的一种可用于聚乙烯纤维板材的水基聚氨酯胶水，采用预聚体法来制备，其制备步骤如下：
(1)、将准备好的聚酯多元醇、端羟基硅油投入反应釜中,100～110℃真空脱水1小时,然后降温至50℃；
(2)、加入二苯甲烷二异氰酸酯,缓慢升温至60～70℃,保温反应2小时；
(3)、加入部分丙酮,降温至45℃,加入双羟甲基丙酸及二甲基乙酰胺,45～50℃保温1小时；
(4)、再加入丙酮、三羟甲基丙烷和1,4丁二醇,继续保温45～50℃反应1小时；
(5)、备好三乙胺和水的混合物,停止加热,将混合物倒入反应釜中,同时将搅拌速度开至最大,搅拌1小时，然后加入水性萜烯树脂搅拌20分钟，即得所述水基聚氨酯胶水。
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