CN110591631A - 一种用于海绵磨块的聚氨酯粘合剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于海绵磨块的聚氨酯粘合剂及其制备方法，包括下列组分的重量百分比：甲组组分配方：聚酯多元醇19.4%~32.4%；聚醚多元醇7.4%~12.3%；植物油多元醇15.9%~26.5%；多异氰酸酯12.9%~21.5%；树脂19.0%~31.7%；助剂0.4%~0.6%；乙组分配方：小分子多元醇10.3%~26.1%；多异氰酸酯73.9%~89.7%%。制备方法：a、甲组份工艺1）检查反应釜；2）依次将上述质量份的聚酯多元醇、聚醚多元醇及植物油多元醇经抽料管道吸入反应釜中；3）升温，将树脂投入反应釜内，搅拌，使树脂完全融化；4）降温，依次将计量好的多异氰酸酯投入反应釜中；5）搅拌；6）降温，加入助剂，搅拌，出料。b、乙组份工艺1）在反应釜内投入多异氰酸酯；2）搅拌投入小分子多元醇；c、甲组份和乙组分混合。本发明提高柔韧性，适合生产。

Description

一种用于海绵磨块的聚氨酯粘合剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及化学技术领域，具体是一种用于海绵磨块的聚氨酯粘合剂及其制备方法。
背景技术
海绵磨块又称海绵砂块、抛光磨块、磨料磨块等，是一种以海绵为基体，在海绵上植上研磨砂粒制成的抛光材料。海绵磨块具有手感适中、锋利度高、耐磨性强、排屑快速、富有弹性和柔韧性、吸水性强、干湿研磨效果理想等特点，广泛用于手工打磨家具、塑胶产品表面抛光、金属表面处理等，可以重复使用，节能环保，比传统页状砂纸有明显优势。
海绵磨块的常规做法是在海绵表面均匀涂布一层粘合剂作为背衬，以重力植砂或静电植砂的方式，将磨料颗粒均匀植入背衬中，再经过常温或高温条件完成固化。市面上销售的海绵磨块分为进口和国产两种。进口海绵磨块具有柔韧性好、固砂强度、切削力强、耐磨以及使用寿命长等优点。相比之下，国产海绵磨块的各方面性能与进口海绵磨块差距较大，存在容易开裂、易掉砂、切削力不佳以及使用寿命短等缺点。
国产海绵磨块质量较差，主要是因为使用的粘合剂性能不佳造成的。传统的磨具磨料用胶以热固性酚醛树脂、环氧树脂或丙烯酸树脂为主，这一类的树脂通常具有较强的刚性，固砂强度高，但是柔韧性较差，不适于生产柔性磨具磨料。聚氨酯粘合剂通过合理的原料搭配，可以获得柔韧性极佳的胶层，适合用于海绵磨块等柔性磨具磨料的背衬。但是由于聚氨酯粘合剂和磨料颗粒（棕刚玉、碳化硅等）分子结构、极性以及表面能的差异，传统的聚氨酯粘合剂不能很好的粘接磨料颗粒。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开了一种用于海绵磨块的聚氨酯粘合剂及其制。
本发明的技术方案为：一种用于海绵磨块的聚氨酯粘合剂，包括下列组分的重量百分比：
甲组组分配方：
聚酯多元醇 19.4%~32.4%；
聚醚多元醇 7.4%~12.3%；
植物油多元醇 15.9%~26.5%；
多异氰酸酯 12.9%~21.5%；
树脂 19.0%~31.7%；
助剂 0.4%~0.6%；
乙组分配方：
小分子多元醇 10.3%~26.1%；
多异氰酸酯 73.9%~89.7%%。
优选地，聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸二甘醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯以及苯酐聚酯多元醇中的一种或几种，聚酯多元醇的分子量1000~2000，官能度2~3。
优选地，聚醚多元醇为聚氧化丙烯多元醇、聚氧化乙烯多元醇以及含有乙烯基共聚物的聚合物多元醇的一种或几种，聚醚多元醇分子量2000~4000，官能度2~3。
优选地，植物油多元醇为蓖麻油、大豆油多元醇、棕榈油多元醇中的一种或几种。
优选地，甲组中的多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯TDI-100、甲苯二异氰酸酯TDI-80、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI-100、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI-50以及二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI中的一种或几种。
优选地，树脂为松香甘油酯、松香季戊四醇酯、热塑性酚醛树脂中的一种或几种。
优选地，助剂为氨基硅烷齐聚物、环氧基硅烷齐聚物中的一种或几种。
优选地，小分子多元醇为乙二醇、1，4-丁二醇、三羟甲基丙烷中的一种或几种。
优选地，乙组中的多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯TDI-80、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI-50、液化MDI以及聚合MDI中的一种或几种。
一种用于海绵磨块的聚氨酯粘合剂的制备方法，包括下列步骤：
a、甲组份工艺
1）投料前检查反应釜的气密性、搅拌、各个阀门处于正确状态并确保反应釜内干净无异物；
2）依次将上述质量份的聚酯多元醇、聚醚多元醇以及植物油多元醇经抽料管道吸入反应釜中；
3）升温至120℃~130℃，将树脂投入反应釜内，搅拌1~2小时，使树脂完全融化；
4）降温至60℃~70℃，依次将计量好的多异氰酸酯投入反应釜中；
5）搅拌状态下，温度保持在75℃~85℃，反应4~6小时；
6）降温至50℃~60℃以下，加入助剂，继续搅拌1~2小时，出料；
b、乙组份工艺
1）在反应釜内投入多异氰酸酯，加热至40℃~50℃；
2）搅拌状态下，在3~5小时内分多次投入小分子多元醇，保持温度在65℃~75℃；
3）小分子多元醇投入完毕后，继续维持65℃~75℃的温度条件，反应2~4小时，出料；
c、甲组份和乙组分按照甲组份：乙组分=100：15~50的比例，进行混合，涂布在海绵基体上，用于海绵磨块的弹性背衬，经过常温或烘道加热固化。
本发明的有益之处：本发明通过加入具有特殊功能的树脂和助剂解决了传统聚氨酯粘合剂固砂强度较差的问题，具有很好的柔韧性和固砂强度，常温即可固化，不需要加热、能耗较低，对设备的要求不高，加热条件下可以迅速固化，可适用于带有烘道的流水线。
两个组份的比例可以在一定范围内调整，可以制备不同硬度、不同弹性的海绵磨块制品，所得海绵磨块产品性能达到进口水平。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合实施例详细描述本发明的具体实施方式，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。
实施例1：
将分子量2000、官能度为2的聚己二酸新戊二醇酯25.9份，分子量3000、官能度为3的聚氧化丙烯多元醇9.8份，蓖麻油21.2份投入反应釜中，加热至120℃，再加入松香季戊四醇酯25.4份，搅拌1.5小时，使树脂完全融化；
然后降温至60℃，再加入甲苯二异氰酸酯TDI-80 10.2份，二苯基甲烷二异氰酸酯MDI-100 7.0份，加热至80℃，反应4小时；
降温至50℃，加入助剂0.5份，继续反应1小时，即为聚氨酯粘合剂甲组份。
将甲苯二异氰酸酯TDI-80 51.2份，二苯基甲烷二异氰酸酯MDI-50 36.5份投入反应釜中，加热至50℃，在4小时内分8次加入三羟甲基丙烷12.3份，温度控制在65℃。三羟甲基丙烷加完后，保持温度在65℃，继续反应3小时，即为聚氨酯粘合剂的乙组分。
本例中甲组份：乙组分的比例为100:20。
实施例2
将分子量1000、官能度为2.7的苯酐聚酯多元醇28份，分子量2000、官能度为2的聚氧化丙烯多元醇7份，大豆油多元醇26份投入反应釜中，加热至130℃，再加入热塑性酚醛树脂20.4份，搅拌2小时，使树脂完全融化；
然后降温至60℃，再加入甲苯二异氰酸酯TDI-100 5份，二苯基甲烷二异氰酸酯MDI-5013份，加热至75℃，反应6小时；
降温至50℃，加入助剂0.6份，继续反应1.5小时，即为聚氨酯粘合剂甲组份；
将二苯基甲烷二异氰酸酯MDI-50 70份，液化MDI 19份投入反应釜中，加热至60℃，在3小时内分6次加二甘醇11份，温度控制在65℃。加完后，保持温度在65℃，继续反应3小时，即为聚氨酯粘合剂的乙组分。
本例中甲组份：乙组分的比例为100:30。
实施例3：
将分子量1000、官能度为2的聚己二酸乙二醇酯30.6份，分子量2000、官能度为2的聚氧化丙烯多元醇11.6份，棕榈油多元醇19.5份投入反应釜中，加热至115℃，再加入松香甘油酯19.2份，搅拌1.5小时，使树脂完全融化；
然后降温至60℃，再加入二苯基甲烷二异氰酸酯MDI-50 18.7份，加热至75℃，反应5小时；
降温至50℃，加入氨基硅烷齐聚物0.4份，继续反应1.5小时，即为聚氨酯粘合剂甲组份。
将甲苯二异氰酸酯TDI-80 77.5份投入反应釜中，加热至60℃，在6小时内分8次加入甘油22.7份，温度控制在70℃。甘油加完后，保持温度在70℃，继续反应2.5小时，即为聚氨酯粘合剂的乙组分。
本例中甲组份：乙组分的比例为100：25。
实施例4：
将分子量4000、官能度为2的聚己二酸二甘醇酯20.4份，分子量1000、官能度为2的聚氧化乙烯多元醇7.6份，蓖麻油19.5份投入反应釜中，加热至125℃，再加入热塑性酚醛树脂30.4份，搅拌2小时，使树脂完全融化。
然后降温至65℃，再加入二苯基甲烷二异氰酸酯MDI-100 21.5份，加热至75℃，反应5小时。
降温至50℃，加入氨基硅烷齐聚物0.2份、环氧基硅烷齐聚物0.4份，继续反应1小时，即为聚氨酯粘合剂甲组份。
将二苯基甲烷二异氰酸酯MDI-50 55.7份、液化MDI26.1份投入反应釜中，加热至60℃，在6小时内分10次加入二甘醇8.2份，三羟甲基丙烷10.0份，温度控制在70℃。小分子多元醇加入完毕后，保持温度在70℃，继续反应3小时，即为聚氨酯粘合剂的乙组分。
本例中甲组份：乙组分的比例为100：35。
实施例5：
将分子量1500、官能度为2的苯酐聚酯多元醇23.6份，分子量2000、官能度为2.5的聚氧化乙烯多元醇10.3份，棕榈油多元醇16.0份投入反应釜中，加热至120℃，再加入松香季戊四醇酯31.1份，搅拌2小时，使树脂完全融化；
然后降温至60℃，再加入二苯基甲烷二异氰酸酯MDI-50 18.6份，加热至75℃，反应6小时；
降温至50℃，加入氨基硅烷齐聚物0.1份、环氧基硅烷齐聚物0.3份，继续反应1小时，即为聚氨酯粘合剂甲组份。
将二苯基甲烷二异氰酸酯MDI-50 55.7份、液化MDI26.1份投入反应釜中，加热至60℃，在6小时内分10次加入二甘醇8.2份，三羟甲基丙烷10.0份，温度控制在70℃。小分子多元醇加入完毕后，保持温度在70℃，继续反应3小时，即为聚氨酯粘合剂的乙组分。
本例中甲组份：乙组分的比例为100：45。

Claims (10)

1.一种用于海绵磨块的聚氨酯粘合剂，其特征在于，包括下列组分的重量百分比：
甲组组分配方：
聚酯多元醇 19.4%~32.4%；
聚醚多元醇 7.4%~12.3%；
植物油多元醇 15.9%~26.5%；
多异氰酸酯 12.9%~21.5%；
树脂 19.0%~31.7%；
助剂 0.4%~0.6%；
乙组分配方：
小分子多元醇 10.3%~26.1%；
多异氰酸酯 73.9%~89.7%%。
2.根据权利要求1所述的一种用于海绵磨块的聚氨酯粘合剂，其特征在于：所述聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸二甘醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯以及苯酐聚酯多元醇中的一种或几种，所述聚酯多元醇的分子量1000~2000，官能度2~3。
3.根据权利要求1所述的一种用于海绵磨块的聚氨酯粘合剂，其特征在于：所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯多元醇、聚氧化乙烯多元醇以及含有乙烯基共聚物的聚合物多元醇的一种或几种，所述聚醚多元醇分子量2000~4000，官能度2~3。
4.根据权利要求1所述的一种用于海绵磨块的聚氨酯粘合剂，其特征在于：所述植物油多元醇为蓖麻油、大豆油多元醇、棕榈油多元醇中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种用于海绵磨块的聚氨酯粘合剂，其特征在于：所述甲组中的多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯TDI-100、甲苯二异氰酸酯TDI-80、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI-100、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI-50以及二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种用于海绵磨块的聚氨酯粘合剂，其特征在于：所述树脂为松香甘油酯、松香季戊四醇酯、热塑性酚醛树脂中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种用于海绵磨块的聚氨酯粘合剂，其特征在于：所述助剂为氨基硅烷齐聚物、环氧基硅烷齐聚物中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种用于海绵磨块的聚氨酯粘合剂，其特征在于：所述小分子多元醇为乙二醇、1，4-丁二醇、三羟甲基丙烷中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的一种用于海绵磨块的聚氨酯粘合剂，其特征在于：所述乙组中的多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯TDI-80、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI-50、液化MDI以及聚合MDI中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的一种用于海绵磨块的聚氨酯粘合剂的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
a、甲组份工艺
1）投料前检查反应釜的气密性、搅拌、各个阀门处于正确状态并确保反应釜内干净无异物；
2）依次将上述质量份的聚酯多元醇、聚醚多元醇以及植物油多元醇经抽料管道吸入反应釜中；
3）升温至120℃~130℃，将树脂投入反应釜内，搅拌1~2小时，使树脂完全融化；
4）降温至60℃~70℃，依次将计量好的多异氰酸酯投入反应釜中；
5）搅拌状态下，温度保持在75℃~85℃，反应4~6小时；
6）降温至50℃~60℃以下，加入助剂，继续搅拌1~2小时，出料；
b、乙组份工艺
1）在反应釜内投入多异氰酸酯，加热至40℃~50℃；
2）搅拌状态下，在3~5小时内分多次投入小分子多元醇，保持温度在65℃~75℃；
3）小分子多元醇投入完毕后，继续维持65℃~75℃的温度条件，反应2~4小时，出料；
c、甲组份和乙组分按照甲组份：乙组分=100：15~50的比例，进行混合，涂布在海绵基体上，用于海绵磨块的弹性背衬，经过常温或烘道加热固化。
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