CN112391851A - 一种聚氨酯面料复合胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种聚氨酯面料复合胶及其制备方法，所述聚氨酯面料复合胶按质量百分比计，包括如下组分：15％～25％的主胶、45％～65％的溶剂、2％～8％的架桥剂、1％～4％的促进剂、0.5％～1.5％的催化剂和15％～25％的稀释剂；所述主胶为聚醚型聚氨酯热熔胶胶粒。采用本发明方法制得的聚氨酯面料复合胶不仅粘接强度高、耐水性好，且采用本发明制得的聚氨酯面料复合胶的涂覆材料及其装具使用寿命更长。
Description
技术领域
本发明属于胶粘剂技术领域，特别涉及一种聚氨酯面料复合胶及其制备方法。
背景技术
涂覆织物是以高强织物为骨架材料，橡胶材料为涂覆材料，涂覆材料与骨架材料通过聚氨酯复合胶相粘接的一种复合材料。因涂覆织物具有轻质、高强、卫生、环保、抗菌等系列优点，在各行行业有着广泛的应用。这其中应用在软体储水、贮油容器等领域的复合胶需要较高的粘结强度和耐水性，否则随着装具的使用，聚氨酯复合胶性能迅速衰减，面料和骨架剥开，装具漏水损坏影响使用。
从化学结构来看，聚酯型聚氨酯复合胶和聚己内酯型聚氨酯复合胶存在较多的极性集团，利于骨架和涂覆材料的粘结，所以粘结强度高但不耐水，遇水粘结强度逐渐下降直至失效；虽然聚醚型聚氨酯胶粘剂耐水性好，但因其结构上缺少极性集团粘接强度小，很少作为复合胶使用。
因此，业内急需一种聚氨酯面料复合胶的新型技术。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种聚氨酯面料复合胶，不仅粘接强度高、耐水性好，且用此复合胶制备的涂覆材料及其装具使用寿命更长。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种聚氨酯面料复合胶，按质量百分比计，包括如下组分：15％～25％的主胶、45％～65％的溶剂、2％～8％的架桥剂、1％～4％的促进剂、0.5％～1.5％的催化剂和15％～25％的稀释剂；所述主胶为聚醚型聚氨酯热熔胶胶粒。
进一步的，所述主胶是以二苯基甲烷二异氰酸酯(简称MDI)和聚四氢呋喃醚多元醇为主要合成原料，1,4-丁二醇为扩链剂和羟基封端剂制备而成。
进一步的，所述溶剂为二甲基甲酰胺、四氢呋喃、丁酮和甲苯中的一种或多种。
进一步的，所述架桥剂由三羟甲基丙烷、1,3-丙二醇与2,4-丁二醇反应制得，所述架桥剂中异氰酸酯基团(简称NCO)含量为架桥剂中总量的12％～13％。
进一步的，所述促进剂是一种环氧类化合物，是缩水甘油醚的一种。
进一步的，所述的催化剂是一种叔胺类化合物，为三乙胺、二乙烯三胺和三亚乙基二胺等其中一种或多种。
进一步的，所述稀释剂为甲苯和/或丁酮。
本发明还提供了上述的一种聚氨酯面料复合胶的制备方法，包括以下步骤：
1)、主胶溶解
按比例将主胶胶粒加入至溶剂中，搅拌至胶粒完全溶解，形成胶液；
3)、配胶待用
按比例将稀释剂、架桥剂、促进剂、催化剂、步骤1)配置好的胶液倒入搅拌机中搅拌均匀，即得所述聚氨酯复合胶复合胶。
本发明还提供了上述的一种聚氨酯面料复合胶的应用，用于涂覆织物中涂覆材料与骨架材料的复合。
本发明聚氨酯面料复合胶的组分包括主胶、溶剂、架桥剂、促进剂、催化剂和稀释剂。其作用分别为：
主胶是聚醚型聚氨酯热熔胶胶粒，作为复合胶的主要作用成分，起主要粘结作用。本发明只采用了聚醚型主胶，而其它的胶其中添加了聚酯型等其它不耐水的胶。因为聚醚型聚氨酯热熔胶胶粒的结构中只有醚键，而醚键是单键(O-C-O)，很难遇水反应而被拆开(如果是双键，如C＝O，则水会打开双键，生成H2-C-OH)，所以，其具有较好的耐水性。溶剂主要用于溶解主胶。因为主胶为固态颗粒状，需要用溶解性较强的溶剂溶解成液态，否则固态的胶粒无法使用。
架桥剂主要起交联作用，因为主胶是高分子直连状，架桥剂会和主胶中的部分基团反应，形成交联网状结构，这样才能提高粘结性能。
促进剂：由于主胶为聚醚型，所以分子结构中缺少极性基团，与交联剂的反应活性较低，促进剂的结构中一般都存在较大张力，可以与主胶和架桥剂中的羧基、氨基和羟基反应(具体是促进剂中的环氧基团会开环与主胶中的氨基甲酸酯基团、架桥剂中的异氰酸酯基团反应)，进一步生成网状结构的交联，提高粘结强度。
催化剂：主胶与架桥机促进剂交联反应较慢，为提高反应速度加入催化剂。
稀释剂：作用主要是调节胶液的粘度，以方便使用中搅拌和涂布。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的一种聚氨酯面料复合胶，只采用了聚醚型主胶，而其它的胶其中添加了聚酯型等其它不耐水的胶。因为聚醚型聚氨酯热熔胶胶粒的结构中只有醚键，而醚键是单键(O-C-O)，很难遇水反应而被拆开(如果是双键，如C＝O，则水会打开双键，生成H2-C-OH)，所以，其具有较好的耐水性。另一方面，聚醚型聚氨酯热熔胶胶粒的分子量比较大，数均分子量为160000左右，重均分子量为65000左右，分子量大则强度会高；同时和架桥机和促进剂相互配合使用，形成交联网状结构，所以有较好的粘结强度。本发明中各组分相互配合，协同作用，使得本发明复合胶不仅粘接强度高、耐水性好，且用此复合胶制备的涂覆材料及其装具使用寿命更长。
2、使用本发明复合胶制备的涂覆织物，剥离强度高，和聚酯型胶水剥离强度几乎相当。使用该复合胶制备的涂覆织物，耐水性高，远远优于聚酯型和聚己内酯型，可以满足水囊和油囊的耐水性要求。
3、由于本发明采用的主胶为固体颗粒状，随用随配，保质期长达3年，普通液态复合胶保质期一般只有6个月。
4、本发明复合胶应用范围广。本发明复合胶不仅能用于TPU涂覆织物，还可用于PVC、PP等涂覆织物。同时不需要专用装置，一般涂覆织物生产厂家的高速搅拌机即可。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
一种聚氨酯面料复合胶由主胶、溶剂、架桥剂、促进剂、催化剂和稀释剂组成，按质量百分比计：
所述主胶为聚醚型聚氨酯热熔胶胶粒，其质量比例为15％。
所述主胶是以MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)和聚四氢呋喃醚多元醇为主要合成原料，1,4-丁二醇为扩链剂和羟基封端剂制备而成的。
所述的溶剂为二甲基甲酰胺，其质量比例为55％。
所述的架桥剂为聚异氰酸酯，其质量比例为8％。
所述的架桥剂由三羟甲基丙烷、1,3-丙二醇与2,4-丁二醇反应制得，所述架桥剂中的NCO含量为架桥剂用量的12％～13％。具体的，所述架桥剂是日本大油墨公司生产的Civson NX。
所述的促进剂是环氧类化合物，可以是缩水甘油醚的一种或多种，其质量比例为4％。具体的，所述促进剂是日本长赖化学集团生产的EX313。
所述的催化剂是叔胺类化合物，可以是三乙胺、二乙烯三胺、三亚乙基二胺等其中一种或多种，其质量比例为1.5％。
所述的稀释剂可以是为甲苯、丁酮等其中的一种或多种，其质量比例为16.5％。
上述的一种聚氨酯面料复合胶的制备方法，包括如下步骤：
一、主胶溶解
1.将称取好的溶剂放入高速搅拌机中搅拌；
2.缓慢倒入称取好的主胶胶粒，持续搅拌约2个小时，直至胶粒完全溶解；
3.静置形成胶液，密封入库存放。
二、复合胶配制待用
1.将称取好的胶液放入搅拌机中高速搅拌；
2.将称取好的稀释剂倒入搅拌机中持续搅拌，测量搅拌机中的胶液粘度范围为16000～18000CPS；
3.依次将称取好的架桥剂、促进剂和催化剂倒入搅拌机中持续搅拌，搅拌30分钟，复合胶即制备完成，宜在12小时内使用完。
实施例2
一种聚氨酯面料复合胶包含主胶、溶剂、架桥剂、促进剂、催化剂和稀释剂，按质量百分比计：
所述主胶为聚醚型聚氨酯热熔胶胶粒，其质量比例为25％。
所述主胶是以MDI、聚四氢呋喃醚多元醇为主要合成原料，1,4-丁二醇为扩链剂和羟基封端剂制备而成的。
所述的溶剂为二甲基甲酰胺、四氢呋喃、丁酮、甲苯等其中的一种或多种，其质量比例为45％。
所述的架桥剂是聚异氰酸酯，其质量比例为4.3％。
所述的架桥剂由三羟甲基丙烷、1,3-丙二醇与2,4-丁二醇反应制得，所述架桥剂中的NCO含量为架桥剂用量的12％～13％。具体的，所述架桥剂是日本大油墨公司生产的Civson NX。
所述的促进剂是环氧类化合物，可以是缩水甘油醚的一种或多种，其质量比例为2.1％。具体的，所述促进剂是日本长赖化学集团生产的EX313。
所述的催化剂是叔胺类化合物，可以是三乙胺、二乙烯三胺、三亚乙基二胺等其中一种或多种，其质量比例为1.1％。
所述的稀释剂可以是为甲苯、丁酮等其中的一种或多种，其质量比例为22.5％。
所述的一种聚氨酯面料复合胶的制备方法，包括如下步骤：
一、主胶溶解
1.将称取好的溶剂放入高速搅拌机中搅拌；
2.缓慢倒入称取好的主胶胶粒，持续搅拌约2个小时，直至胶粒完全溶解；
3.静置形成胶液，密封入库存放。
二、复合胶配制待用
1.将称取好的胶液放入搅拌机中高速搅拌；
2.将称取好的稀释剂倒入搅拌机中持续搅拌，测量搅拌机中的胶液粘度范围为16000～18000CPS；
3.依次将称取好的架桥剂、促进剂和催化剂倒入搅拌机中持续搅拌，搅拌30分钟，复合胶即制备完成，宜在12小时内使用完。
实施例3
一种聚氨酯面料复合胶包含主胶、溶剂、架桥剂、促进剂、催化剂和稀释剂，按质量百分比计：
所述主胶为一种聚醚型聚氨酯热熔胶胶粒，其质量比例为17.5％。
所述主胶是以MDI、聚四氢呋喃醚多元醇为主要合成原料，1,4-丁二醇为扩链剂和羟基封端剂制备而成的。
所述的溶剂为二甲基甲酰胺、四氢呋喃、丁酮、甲苯等其中的一种或多种，其质量比例为52.6％。
所述的架桥剂是一种聚异氰酸酯，其质量比例为5.6％。
所述的架桥剂由三羟甲基丙烷、1,3-丙二醇与2,4-丁二醇反应制得，所述架桥剂中的NCO含量为架桥剂用量的12％～13％。具体的，所述架桥剂是日本大油墨公司生产的Civson NX。
所述的促进剂是是一种环氧类化合物，可以是缩水甘油醚的一种或多种，其质量比例为2.1％。具体的，所述促进剂是日本长赖化学集团生产的EX313。
所述的催化剂是一种叔胺类化合物，可以是三乙胺、二乙烯三胺、三亚乙基二胺等其中一种或多种，其质量比例为1.1％。
所述的稀释剂可以是为甲苯、丁酮等其中的一种或多种，其质量比例为21.1％。
上述的一种聚氨酯面料复合胶的制备方法，包括如下步骤：
一、主胶溶解
1.将称取好的溶剂放入高速搅拌机中搅拌；
2.缓慢倒入称取好的主胶胶粒，持续搅拌约2个小时，直至胶粒完全溶解；
3.静置形成胶液，密封入库存放。
二、复合胶配制待用
1.将称取好的胶液放入搅拌机中高速搅拌；
2.将称取好的稀释剂倒入搅拌机中持续搅拌，测量搅拌机中的胶液粘度范围为16000～18000CPS；
3.依次将称取好的架桥剂、促进剂和催化剂倒入搅拌机中持续搅拌，搅拌30分钟，复合胶即制备完成，宜在12小时内使用完。
对比例1：
以使用非常广泛的拜耳Desmocol 540产品作为主胶，制作一种聚氨酯面料复合胶及其制备方法，与实施例3相比，除主胶采用Desmocol 540外，其余均相同。制备方法也同实施例3。
对比例2：
以使用非常广泛的拜耳Desmodur RF作为架桥剂，制作一种聚氨酯面料复合胶及其制备方法，与实施例3相比，除架桥剂采用采用Desmodur RF外，其余均相同。制备方法也同实施例3。
复合胶的具体应用：
以3000D涤纶为骨架材料，分别刮涂实施例1-3和对比例1-2所制备的复合胶，上胶量为100～120g/m2，上胶烘干温度为160℃3分钟。而后流延0.3mm厚的聚醚型TPU膜，流延主要参数为预热辊温度120～140℃，胶辊压力1.2Mpa，TPU熔融温度185～200℃。制备了6吨型水囊用TPU涂覆织物，经测试的剥离强度和耐水性见表1。
表1实施例1-3和对比例1-2所制备的复合胶性能测试结果
从表可以看出：采用本发明复合胶应用在水囊用TPU涂覆织物上，不仅剥离强力高，而且耐水性好。主要是本发明只采用了聚醚型聚氨酯热熔胶胶粒作为主胶，而其它的胶其中添加了聚酯型等其它不耐水的胶。因为聚醚型聚氨酯热熔胶胶粒的结构中只有醚键，而醚键是单键(O-C-O)，很难遇水反应而被拆开(如果是双键，如C＝O，则水会打开双键，生成H2-C-OH)，所以，其具有较好的耐水性。另一方面，聚醚型聚氨酯热熔胶胶粒的分子量比较大，数均分子量为160000左右，重均分子量为65000左右，分子量大则强度会高；同时和架桥机和促进剂相互配合使用，形成交联网状结构，所以有较好的粘结强度。
应用对比例1和应用实施例1相比，主胶成分发生较大变化，对比例采用为聚酯型热熔胶，相同实施方法的样品剥离强力有所提高，这是由于聚酯型胶含有较多活性基团，因此剥离强力会较高，但应用对比例1的耐水性确很差，经70℃热水浸泡后剥离强力下降明显。
应用对比例2和应用实施例1相比，架桥剂成分发生较大变化，对比例2为TPTI类型(硫代磷酸三苯基异氰酸酯)，而实施例1为TDI(甲苯二异氰酸酯)加成混合物相同实施方法下应用对比例2制备的样品剥离强力稍有下降，耐水性衰减幅度较大，这是由于TPTI中含有较多苯环，苯环在水的持续浸泡作用下会开环分解。
综上所述，本发明中各组分相互配合，协同作用，使得本发明复合胶不仅粘接强度高、耐水性好，且用此复合胶制备的涂覆材料及其装具使用寿命更长。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，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 (9)
1.一种聚氨酯面料复合胶，其特征在于，按质量百分比计，包括如下组分：15％～25％的主胶、45％～65％的溶剂、2％～8％的架桥剂、1％～4％的促进剂、0.5％～1.5％的催化剂和15％～25％的稀释剂；所述主胶为聚醚型聚氨酯热熔胶胶粒。
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯面料复合胶，其特征在于，所述主胶是以二苯基甲烷二异氰酸酯和聚四氢呋喃醚多元醇为主要合成原料，1,4-丁二醇为扩链剂和羟基封端剂制备而成。
3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯面料复合胶，其特征在于，所述溶剂为二甲基甲酰胺、四氢呋喃、丁酮和甲苯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯面料复合胶，其特征在于，所述架桥剂由三羟甲基丙烷、1,3-丙二醇与2,4-丁二醇反应制得，所述架桥剂中异氰酸酯基团的含量为架桥剂中总量的12％～13％。
5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯面料复合胶，其特征在于，所述促进剂是一种环氧类化合物。
6.根据权利要求1所述的一种聚氨酯面料复合胶，其特征在于，所述催化剂为三乙胺、二乙烯三胺和三亚乙基二胺中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种聚氨酯面料复合胶，其特征在于，所述稀释剂为甲苯和/或丁酮。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种聚氨酯面料复合胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)、主胶溶解
按比例将主胶胶粒加入至溶剂中，搅拌至胶粒完全溶解，形成胶液；
2)、配胶待用
按比例将稀释剂、架桥剂、促进剂、催化剂、步骤1)配置好的胶液倒入搅拌机中搅拌均匀，即得所述聚氨酯面料复合胶。
9.根据权利要求1-7任一所述的一种聚氨酯面料复合胶的应用，其特征在于，用于涂覆织物中涂覆材料与骨架材料的复合。
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