CN110283564A - 一种双组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双组分聚氨酯胶粘剂，由A组分和B组分制备得到，所述A组分包括如下重量份数的成分：植物油多元醇30‑60份；除水剂1‑5份；催化剂0.02‑0.2份；所述B组分为聚合MDI。本发明还公开了双组分聚氨酯胶粘剂的制备方法及其应用。以植物油多元醇FH‑3140、FH‑8450和一级精炼蓖麻油为多元醇原料制备得到的双组分聚氨酯胶粘剂，铝材和铝材剪切强度可以达到12.5MPa以上，硬度最高可以做到邵氏70D以上。且FH‑3140相较蓖麻油疏水性能更好，因此在电子灌封胶领域具有一定的优势特点。

Description

一种双组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域，具体涉及一种双组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法和应用。
背景技术
双组份聚氨酯胶黏剂是聚氨酯中重要的一个大类，用途广，用量大，包括A、B两个组分，通常A组分是含羟基组分，B组分为含异氰酸酯基团的组分。使用前可根据要求自行调配A、B组分的比例，二组分原料混合后发生反应进行扩链交联并迅速形成黏合层，通常可以室温固化，通过加入适当的催化剂或者加热可以加快反应速度，缩短固化时间。
双组份聚氨酯胶黏剂分为填料体系和无填料体系，固化采用聚合和改性MDI为主。其用途如下，用途一：无溶剂型聚氨酯结构胶：1.外墙保温板胶黏剂(主要用于外墙三明治结构保温材料的粘接，对XPS挤塑板、EPS聚苯板、酚醛泡沫板、岩棉板、发泡聚丙烯等众多保温芯材具有极佳的粘接强度)；2.铝蜂窝板胶黏剂(主要用于建筑外、内装板铝蜂窝板的粘接，与铝蜂窝、铝材、铝合金等金属基材附着力极佳)；3.防盗门胶黏剂(主要用于门业制作中防火、隔音、隔热材料与门板金属面板的粘接，与铝蜂窝及门板金属面板的附着力极佳，敲击时不会出现空泡层)；4.地板革胶黏剂(主要用于高铁、地铁、大巴及机场等场所的地板革粘接，与聚苯乙烯地板革、PVC地板革、铝合金等基材附着力极佳)。用途二：聚氨酯电子灌封胶，电子灌封胶行业对水分要求较高，胶体表面需要光亮无气泡。
发明内容
发明目的：本发明一方面提供了一种双组分聚氨酯胶粘剂，第二方面提供了所述双组分聚氨酯胶粘剂的制备方法和应用。
技术方案：本发明所述一种双组分聚氨酯胶粘剂，由A组分和B组分制备得到，所述A组分包括如下重量份数的成分：
植物油多元醇30-60份；
除水剂1-5份；
催化剂0.02-0.2份；
所述B组分为聚合MDI(多苯基多亚甲基多异氰酸酯)。
优选地，所述A组分还包括包括无机填料，所述无机填料的重量份数为40-65份。优选地，无机填料为重质碳酸钙、硅微粉、滑石粉、硫酸钡中的任意一种或几种的组合。更优选地，所述无机填料为重质碳酸钙。
更优选地，所述A组分包括如下重量分数的成分：
植物油多元醇40-50份；
重质碳酸钙45-55份；
除水剂4-5份；
催化剂0.04-0.08份。
更优选地，所述A组分包括如下重量分数的成分：
植物油多元醇40-45份；
重质碳酸钙50-55份；
除水剂5份；
催化剂0.05份。
优选地，所述植物油多元醇为植物油多元醇FH-3140。所述植物油多元醇FH-3140的制备方法公开在中国专利2018113721209中。
优选地，所述植物油多元醇由植物油多元醇FH-3140和植物油多元醇FH-8450组成，其重量比为35-50:2-5。所述植物油多元醇FH-8450的制备方法公开在中国专利2016100601623中。FH-3140和FH-8450都是由大豆油改性得到的植物油多元醇，分子结构相似，两者相溶性好，同时两者与聚合MDI的反应活性匹配协同性较优。在此基础上FH-8450具有更高的官能度，在固化过程中提供更多的交联点，从而可以提高胶黏剂的硬度和固化后强度。
更优选地，所述植物油多元醇FH-3140和植物油多元醇FH-8450的重量比为7-9:1。
优选地，所述除水剂为4A分子筛除水剂。
优选地，所述催化剂为有机锡或有机铋类催化剂，更优选为T-12二月桂酸二丁基锡催化剂。
优选地，所述A组分和B组分的重量比为4-6:1。更优选地，所述A组分和B组分的重量比为5:1。
进一步地，本发明提供所述双组分聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：将A组分和B组分按重量份数混合均匀，制作剪切样件和胶块，常温下固化即得双组分聚氨酯胶粘剂。优选固化温度25±2℃，50±5％RH条件下固化7天。
其中，A组分制备方法如下：以重量份计，将植物油多元醇FH-3140(和植物油多元醇FH-8450)、重质碳酸钙和4A分子筛，2000rmp条件下高速分散30min，降温至50℃以下，加入有机锡类催化剂，1000rmp条件下混合均匀，即得所述A组分。
更进一步地，本发明提供所述所述双组分聚氨酯胶粘剂在制备聚氨酯建筑结构胶或聚氨酯电子灌封胶中的应用。优选在制备外墙保温板和铝蜂窝板胶黏剂的应用。
有益效果：以FH-3140为多元醇原料制备得到的双组分聚氨酯胶粘剂，铝材和铝材剪切强度可以达到12.5MPa以上，硬度最高可以做到邵氏70D以上。且FH-3140相较蓖麻油疏水性能更好，因此在电子灌封胶领域具有一定的优势特点。
具体实施方式
实施例1
(1)A组分的制备
以重量份计，将45份植物油多元醇FH-3140、50份重质碳酸钙和5份4A分子筛，2000rmp条件下高速分散30min，降温至50℃以下，加入0.05份二月桂酸二丁基锡，1000rmp条件下混合均匀，即得所述A组分。
(2)按质量比A组分:B组分为5:1的比例混合均匀，制作剪切样件和胶块，在25±2℃、50±5％RH条件下固化7天，测试样件拉伸剪切强度，及胶块硬度。
实施例2
(1)A组分的制备
以重量份计，将40份植物油多元醇FH-3140、55份重质碳酸钙和5份4A分子筛，2000rmp条件下高速分散30min，降温至50℃以下，加入0.05份二月桂酸二丁基锡，1000rmp条件下混合均匀，即得所述A组分。
(2)按质量比A组分:B组分为5:1的比例混合均匀，制作剪切样件和胶块，在25±2℃、50±5％RH条件下固化7天，测试样件拉伸剪切强度，及胶块硬度。
实施例3
(1)A组分的制备
以重量份计，将41份植物油多元醇FH-3140、4份植物油多元醇FH-8450，50份重质碳酸钙和5份4A分子筛，2000rmp条件下高速分散30min，降温至50℃以下，加入0.05份二月桂酸二丁基锡，1000rmp条件下混合均匀，即得所述A组分。
(2)按质量比A组分:B组分为5:1的比例混合均匀，制作剪切样件和胶块，在25±2℃、50±5％RH条件下固化7天，测试样件拉伸剪切强度，及胶块硬度。
实施例4
(1)A组分的制备
以重量份计，将36份植物油多元醇FH-3140、4份植物油多元醇FH-8450，55份重质碳酸钙和5份4A分子筛，2000rmp条件下高速分散30min，降温至50℃以下，加入0.05份二月桂酸二丁基锡，1000rmp条件下混合均匀，即得所述A组分。
(2)按质量比A组分:B组分为5:1的比例混合均匀，制作剪切样件和胶块，在25±2℃、50±5％RH条件下固化7天，测试样件拉伸剪切强度，及胶块硬度。
实施例5
(1)A组分的制备
以重量份计，将41份植物油多元醇FH-3140、4份植物油多元醇FH-8450，55份重质碳酸钙和5份4A分子筛，2000rmp条件下高速分散30min，降温至50℃以下，加入0.02份二月桂酸二丁基锡，1000rmp条件下混合均匀，即得所述A组分。
(2)按质量比A组分:B组分为5:1的比例混合均匀，制作剪切样件和胶块，在25±2℃、50±5％RH条件下固化7天，测试样件拉伸剪切强度，及胶块硬度。
实施例6
(1)A组分的制备
以重量份计，将41份植物油多元醇FH-3140、4份植物油多元醇FH-8450，55份重质碳酸钙和5份4A分子筛，2000rmp条件下高速分散30min，降温至50℃以下，加入0.2份二月桂酸二丁基锡，1000rmp条件下混合均匀，即得所述A组分。
(2)按质量比A组分:B组分为5:1的比例混合均匀，制作剪切样件和胶块，在25±2℃、50±5％RH条件下固化7天，测试样件拉伸剪切强度，及胶块硬度。
实施例7
(1)A组分的制备
以重量份计，将35份植物油多元醇FH-3140，60份重质碳酸钙和5份4A分子筛，2000rmp条件下高速分散30min，降温至50℃以下，加入0.05份二月桂酸二丁基锡，1000rmp条件下混合均匀，即得所述A组分。
(2)按质量比A组分:B组分为6:1的比例混合均匀，制作剪切样件和胶块，在25±2℃、50±5％RH条件下固化7天，测试样件拉伸剪切强度，及胶块硬度。
实施例8
(1)A组分的制备
以重量份计，将50份植物油多元醇FH-3140，49份重质碳酸钙和1份4A分子筛，2000rmp条件下高速分散30min，降温至50℃以下，加入0.05份二月桂酸二丁基锡，1000rmp条件下混合均匀，即得所述A组分。
(2)按质量比A组分:B组分为4:1的比例混合均匀，制作剪切样件和胶块，25±2℃、50±5％RH条件下固化7天，测试样件拉伸剪切强度，及胶块硬度。
对比例1
(1)A组分的制备
以重量份计，将45份蓖麻油、50份重质碳酸钙和5份4A分子筛，2000rmp条件下高速分散30min，降温至50℃以下，加入0.05份二月桂酸二丁基锡，1000rmp条件下混合均匀，即得所述A组分。
(2)按质量比A组分:B组分为5:1的比例混合均匀，制作剪切样件和胶块，25±2℃、50±5％RH条件下固化7天，测试样件拉伸剪切强度，及胶块硬度。
对比例2
(1)A组分的制备
以重量份计，将45份蓖麻油、50份重质碳酸钙和5份4A分子筛，2000rmp条件下高速分散30min，不加催化剂二月桂酸二丁基锡条件下得所述A组分。
(2)按质量比A组分:B组分为5:1的比例混合均匀，制作剪切样件和胶块，25±2℃、50±5％RH条件下固化7天，测试样件拉伸剪切强度，及胶块硬度。
对比例3
(1)A组分的制备
以重量份计，将41份蓖麻油、4份植物油多元醇，50份重质碳酸钙和5份4A分子筛，2000rmp条件下高速分散30min，不加催化剂二月桂酸二丁基锡条件下得所述A组分。
(2)按质量比A组分:B组分为5:1的比例混合均匀，制作剪切样件和胶块，25±2℃、50±5％RH条件下固化7天，测试样件拉伸剪切强度，及胶块硬度。
对比例4
(1)A组分的制备
以重量份计，将44份植物油多元醇FH-3140、1份植物油多元醇，50份重质碳酸钙和5份4A分子筛，2000rmp条件下高速分散30min，降温至50℃以下，加入0.05份二月桂酸二丁基锡，1000rmp条件下混合均匀，即得所述A组分。
(2)按质量比A组分:B组分为5:1的比例混合均匀，制作剪切样件和胶块，25±2℃、50±5％RH条件下固化7天，测试样件拉伸剪切强度，及胶块硬度。
实施例1-6、对比例1-4制备得到得双组分聚氨酯胶粘剂的产品性能见表1，拉伸剪切强度根据GB/T 7124-2008测试。适用期为A、B组分混合后粘度上升到50000mPa.S的时间。固化环境和测试环境均为25±2℃、50±5％RH。
表1产品性能
植物油多元醇FH-3140体系的胶黏剂A组分粘度要明显低于蓖麻油体系的胶黏剂A组分粘度(实施例1和对比例2比较、实施例3和对比例3比较)；植物油多元醇FH-3140体系的胶黏剂相较蓖麻油体系适用期可调范围更广(FH-3140体系120min以内可调，蓖麻油体系30min以内可调)；植物油多元醇FH-3140体系胶黏剂的拉伸剪切强度略优于蓖麻油体系(实施例1和对比例2比较)，植物油多元醇FH-3140与FH-8450复配体系胶黏剂的拉伸剪切强度明显优于蓖麻油与FH-8450复配体系(实施例3和对比例3比较)，说明FH-3140与FH-8450的协同增效作用更显著。

Claims (10)

1.一种双组分聚氨酯胶粘剂，由A组分和B组分制备得到，其特征在于，所述A组分包括如下重量份数的成分：
植物油多元醇30-60份；
除水剂1-5份；
催化剂0.02-0.2份；
所述B组分为聚合MDI。
2.根据权利要求1所述的一种双组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述A组分还包括无机填料，所述无机填料的重量份数为40-65份。
3.根据权利要求1所述的一种双组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述植物油多元醇为植物油多元醇FH-3140。
4.根据权利要求1所述的一种双组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述植物油多元醇由植物油多元醇FH-3140和植物油多元醇FH-8450组成，其重量比为35-50:2-5。
5.根据权利要求1所述的一种双组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述除水剂为4A分子筛除水剂。
6.根据权利要求1所述的一种双组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述催化剂为有机锡催化剂或有机铋类催化剂。
7.根据权利要求1所述的一种双组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述A组分和B组分的重量比为4-6:1。
8.权利要求1-7任意一项所述双组分聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将A组分和B组分按重量份数混合均匀，制作剪切样件和胶块，常温下固化即得双组分聚氨酯胶粘剂。
9.权利要求1-7任意一项所述双组分聚氨酯胶粘剂在制备聚氨酯建筑结构胶中的应用。
10.权利要求1-7任意一项所述双组分聚氨酯胶粘剂在制备聚氨酯电子灌封胶中的应用。
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