CN112851905A - 耐高温水性聚氨酯、其制备方法、水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

耐高温水性聚氨酯、其制备方法、水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112851905A
CN112851905A CN202110032428.4A CN202110032428A CN112851905A CN 112851905 A CN112851905 A CN 112851905A CN 202110032428 A CN202110032428 A CN 202110032428A CN 112851905 A CN112851905 A CN 112851905A
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight
parts
polyurethane
water
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110032428.4A
Other languages
English (en)
Inventor
李儒林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jilin Tianze Co2 Tech Co ltd
Original Assignee
Jilin Tianze Co2 Tech Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jilin Tianze Co2 Tech Co ltd filed Critical Jilin Tianze Co2 Tech Co ltd
Priority to CN202110032428.4A priority Critical patent/CN112851905A/zh
Publication of CN112851905A publication Critical patent/CN112851905A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/721—Two or more polyisocyanates not provided for in one single group C08G18/73 - C08G18/80
    • C08G18/724—Combination of aromatic polyisocyanates with (cyclo)aliphatic polyisocyanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4205—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing cyclic groups
    • C08G18/4208—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing cyclic groups containing aromatic groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6633—Compounds of group C08G18/42
    • C08G18/6637—Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/664—Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6633—Compounds of group C08G18/42
    • C08G18/6637—Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/664—Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
    • C08G18/6644—Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203 having at least three hydroxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6633—Compounds of group C08G18/42
    • C08G18/6659—Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/34
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/73—Polyisocyanates or polyisothiocyanates acyclic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7614—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • C08G18/7671—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups containing only one alkylene bisphenyl group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02—Non-macromolecular additives
    • C09J11/04—Non-macromolecular additives inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00—Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04—Polyurethanes
    • C09J175/06—Polyurethanes from polyesters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C08K2003/3045—Sulfates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

本发明提供了一种耐高温水性聚氨酯，其原料包括：芳香族聚酯二元醇、芳香族二异氰酸酯、1,6‑己二异氰酸酯、催化剂、内交联剂、小分子扩链剂、亲水扩链剂、中和剂、有机溶剂和去离子水。本申请还提供了耐高温水性聚氨酯的制备方法。本申请还提供了水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法。本发明提供的水性聚氨酯胶黏剂的耐高温性能优异，在100℃环境中，负重1公斤，在10min内，拉开长度小于1mm，110℃环境中，负重1公斤，在10min内，拉开长度小于2mm；进一步的，水性聚氨酯胶粘剂的T型剥离强度≥110N/50mm。

Description

耐高温水性聚氨酯、其制备方法、水性聚氨酯胶黏剂及其制备 方法
技术领域
本发明涉及水性高分子树脂及其制备方法技术领域，尤其涉及一种耐高温水性聚氨酯、其制备方法、水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法。
背景技术
水性聚氨酯胶粘剂是将聚氨酯分散于水中而形成的胶粘剂，与溶剂型胶粘剂相比具有无污染、固含量高、粘接力强等优点。
目前聚氨酯胶黏剂行业仍以溶剂型为主，这是由于水性聚氨酯胶粘剂无法达到溶剂型体系的技术要求，尤其是耐湿热、耐高温等耐老化性能。尤其是胶黏剂的耐高温一直是水性聚氨酯胶黏剂的难点，胶水粘接件的使用环境经常会遇到110℃的高温，如此的高温下，水性胶往往就会拉丝、开胶，产生这种情况的原因是胶水使用的水性树脂的玻璃化转变温度比较低，即使加入了固化剂进行固化交联后，耐温性也就达到80～90℃，因此耐高温的水性聚氨酯胶黏剂已经成为该领域的研究方向。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种耐高温水性聚氨酯，其使得水性聚氨酯胶黏剂具有较好的耐高温性。
有鉴于此，本申请提供了一种耐高温水性聚氨酯，其原料包括：
Figure BDA0002891954670000011
Figure BDA0002891954670000021
优选的，所述芳香族聚酯二元醇的含量为150～250重量份。
优选的，所述芳香族二异氰酸酯的含量为18～45重量份。
优选的，所述1,6-己二异氰酸酯的含量为5～6.5重量份。
优选的，所述内交联剂的含量为3.5～4.5重量份。
优选的，所述芳香族聚酯二元醇为苯酐聚酯二元醇，数均分子量为1000～5000g/mol；所述芳香族二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种；所述亲水扩链剂选自二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸中的一种；所述小分子扩链剂选自乙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇或2，5-二甲基-2，5己二醇；所述内交联剂选自三羟甲基丙烷、季戊四醇和双季戊四醇中的一种；所述催化剂选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、新癸酸铋、月桂酸铋、异辛酸铋和环烷酸铋中的一种；所述中和剂选自三乙胺和二甲基乙醇胺中的一种；所述有机溶剂选自不含活性H的有机溶剂，选自丙酮、丁酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的一种或多种。
本申请还提供了所述的耐高温水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
A)在氮气保护下，将芳香族聚酯二元醇、芳香族二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、内交联剂和小分子扩链剂混合、反应，得到第一中间体；
B)将所述第一中间体、亲水扩链剂、催化剂和有机溶剂混合，反应，得到第二中间体；
C)将所述第二中间体和中和剂乳化后再与去离子水混合，得到耐高温水性聚氨酯。
本申请还提供了一种水性聚氨酯胶黏剂，由以下组分制备得到：
Figure BDA0002891954670000022
Figure BDA0002891954670000031
所述水性聚氨酯为上述方案所述的耐高温水性聚氨酯或所述的制备方法所制备的耐高温水性聚氨酯。
优选的，所述沉淀硫酸钡的含量为25～50重量份。
本申请还提供了所述的水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
将水性聚氨酯、沉淀硫酸钡、气相白炭黑和水性消泡剂混合，得到第一组分；
将所述第一组分、水性分散剂和水性增稠剂混合，得到水性聚氨酯胶黏剂。
本申请提供了一种白高温水性聚氨酯，其原料包括：芳香族聚酯二元醇、芳香族二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、催化剂、内交联剂、小分子扩链剂、亲水扩链剂、中和剂、有机溶剂和去离子水。本申请提供的水性聚氨酯以具有芳香族结构的多元醇作为聚合物软段，由此得到了一种玻璃化转变温度在65℃以上的水性聚氨酯，使得到的水性聚氨酯胶黏剂的耐高温性超过了110℃。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
鉴于水性聚氨酯耐高温性差的问题，本申请提供了耐高温水性聚氨酯，其由于芳香族聚酯二元醇的引入，而使得水性聚氨酯具有较高的耐高温性，具体的，本发明实施例公开了一种耐高温水性聚氨酯，其原料包括：
Figure BDA0002891954670000032
Figure BDA0002891954670000041
在上述耐高温水性聚氨酯的原料中，所述芳香族聚酯二元醇具体选自苯酐聚酯二元醇，其数均分子量为1000～5000g/mol，在具体实施例中，所述芳香族聚酯二元醇的数均分子量为1500～3500g/mol。所述芳香族聚酯二元醇的含量为110～320重量份，更具体地，所述芳香族聚酯二元醇的含量为150～250重量份，更具体地，所述芳香族聚酯二元醇的含量为180重量份、200重量份、240重量份、260重量份、300重量份或320重量份。
所述芳香族二异氰酸酯具体选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种；所述芳香族二异氰酸酯的含量为15～52重量份，在具体实施例中，所述芳香族二异氰酸酯的含量为18～45重量份，更具体地，所述芳香族二异氰酸酯的含量为20重量份、24重量份、26重量份、29重量份、30重量份、36重量份、38重量份或42重量份。
所述1,6-己二异氰酸酯的含量为4～7重量份，更具体地，所述1,6-己二异氰酸酯的含量为4.8重量份、5.0重量份、6重量份、6.5重量份或7.0重量份。
所述催化剂具体选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、新癸酸铋、月桂酸铋、异辛酸铋和环烷酸铋中的一种。所述催化剂的含量为0.5～1.5重量份，在具体实施例中，所述催化剂的含量为0.75～1.3重量份，更具体地，所述催化剂的含量为0.80重量份、0.85重量份、0.95重量份、1.0重量份或1.3重量份。
所述内交联剂具体选自三羟甲基丙烷、季戊四醇和双季戊四醇中的一种。所述内交联剂的含量为3～5重量份，更具体地，所述内交联剂的含量为3.5重量份、3.8重量份、4.0重量份、4.5重量份或4.8重量份。
所述小分子扩链剂具体选自乙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇或2，5-二甲基-2，5己二醇。所述小分子扩链剂的含量为7～10重量份，在具体实施例中，所述小分子扩链剂的含量为7.5～9.5重量份，更具体地，所述小分子扩链剂的含量为8.0重量份、8.2重量份、8.7重量份、9.0重量份或9.2重量份。
所述亲水扩链剂具体选自二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸中的一种。所述亲水扩链剂的含量为4.5～14重量份，更具体地，所述亲水扩链剂的含量为6～12重量份，更具体地，所述亲水扩链剂的含量为7重量份、8.2重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份或13重量份。
所述中和剂具体选自三乙胺和二甲基乙醇胺中的一种。所述中和剂的含量为3～11重量份，更具体地，所述中和剂的含量为5～10重量份，更具体地，所述中和剂的含量为5.5重量份、6.0重量份、7.0重量份、7.5重量份、8.5重量份或9重量份。
所述有机溶剂具体选自不含活性H的有机溶剂，具体选自丙酮、丁酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的一种或多种。所述有机溶剂的含量为45～92重量份，更具体地，所述有机溶剂的含量为50～85重量份，更具体地，所述有机溶剂的含量为55重量份、60重量份、65重量份、75重量份、80重量份、85重量份或90重量份。
所述去离子水的含量为140～370重量份，更具体地，所述去离子水的含量为150～350重量份，更具体地，所述去离子水的含量为200重量份、250重量份、270重量份、300重量份或320重量份。
在上述原料中，芳香族聚酯二元醇在水性聚氨酯中不容易想到，通常在聚氨酯硬泡中会使用；芳香族聚酯二元醇对于胶粘剂的耐高温性的提高是不可预期的，芳香族聚酯结构可以提高水性聚氨酯的表面硬度，对于提高强度也有一定的帮助。耐高温性与水性聚氨酯中的氨酯化学键的密度和聚酯多元醇的结晶度有关系，随着氨酯键的密度和聚酯多元醇的结晶度增加，耐高温性增强。本发明中使用了芳香族聚酯二元醇，同时使用了芳香族二异氰酸酯以及1,6-己二异氰酸酯，芳香族二元醇与对称结构的1,6-己二异氰酸酯可以形成刚性较强的氨酯键，得到高结晶度聚氨酯结构，而芳香族二异氰酸酯以及内交联剂则进一步扩大了氨酯键的密度，因而，大大提高了聚氨酯的耐温性。
本申请还提供了所述耐高温水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
A)在氮气保护下，将芳香族聚酯二元醇、芳香族二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、内交联剂和小分子扩链剂混合、反应，得到第一中间体；
B)将所述第一中间体、亲水扩链剂、催化剂和有机溶剂混合，反应，得到第二中间体；
C)将所述第二中间体和中和剂乳化后再与去离子水混合，得到耐高温水性聚氨酯。
在上述制备水性聚氨酯的过程中，步骤A)发生的具体反应为：芳香族聚酯二元醇、内交联剂的两个羟基基团与芳香族二异氰酸酯和1,6-己二异氰酸酯的异氰酸酯基团进行加成反应，生成聚氨酯预聚体，进而经过小分子扩链剂的扩链，得到NCO封端的聚氨酯。所述反应的温度为70～90℃，时间为2～4h。
步骤B)发生的具体反应为：NCO封端的聚氨酯与亲水扩链剂的羟基反应，得到含有亲水基的聚氨酯。在此过程中，所述反应的温度为70～90℃，时间为2～3h。
步骤C)发生的具体反应为：上述得到的聚氨酯的侧链结构中含有羧基基团，碱性中和剂对羧基基团进行中和反应，得到水性聚氨酯分散体。在此过程中，所述反应的温度为35～50℃，时间为0.5～1.5h。
按照本发明，在制备得到水性聚氨酯之后，则利用水性聚氨酯制备水性聚氨酯胶黏剂。本申请还提供了一种水性聚氨酯胶黏剂，由以下组分制备得到：
Figure BDA0002891954670000071
所述水性聚氨酯为上述方案所述的耐高温水性聚氨酯。
在本申请中，所述水性聚氨酯胶黏剂中的基础组分为水性聚氨酯，其为上述方案所述的水性聚氨酯。所述水性聚氨酯的含量为80～200重量份，具体的，所述水性聚氨酯的含量为100～190重量份，更具体地，所述水性聚氨酯的含量为110重量份、130重量份、170重量份或185重量份。
所述沉淀硫酸钡可进一步提高聚氨酯胶黏剂的耐高温性。所述沉淀硫酸钡的含量为15～55重量份，具体的，所述沉淀硫酸钡的含量为20～48重量份，更具体地，所述沉淀硫酸钡的含量为25重量份、28重量份、32重量份、38重量份、42重量份或50重量份。
所述气相白炭黑的含量为0.05～0.6重量份，具体的，所述气相白炭黑的含量为0.10～0.55重量份，更具体地，所述气相白炭黑的含量为0.15重量份、0.20重量份、0.25重量份、0.30重量份、0.45重量份或0.55重量份。
所述水性分散剂选自BYK-034、BYK-085、BYK-190、BYK-180或BYK-182。所述水性分散剂的含量为0.05～0.20重量份，更具体地，所述水性分散及的含量为0.08～0.17重量份，示例的，所述水性分散剂的含量为0.10重量份、0.13重量份、0.15重量份或0.17重量份。
所述水性消泡剂选自BYK-1615、BYK-024、BYK-020或BYK-028。所述水性消泡剂的含量为0.15～0.60重量份，更具体地，所述水性消泡剂的含量为0.25～0.58重量份，示例的，所述水性消泡剂的含量为0.30重量份、0.35重量份、0.40重量份、0.42重量份或0.52重量份。
所述水性增稠剂选自BYK-420、BYK-425、BYK-428或BYK-430。所述水性增稠剂的含量为0.25～2.0重量份，具体地，所述水性增稠剂的含量为0.30～1.8重量份，示例的，所述水性增稠剂的含量为0.50重量份、0.65重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.5重量份的或1.7重量份。
本申请还提供了水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
将水性聚氨酯、沉淀硫酸钡、气相白炭黑和水性消泡剂混合，得到第一组分；
将所述第一组分、水性分散剂和水性增稠剂混合，得到水性聚氨酯胶黏剂。
在上述制备第一组分的过程中，为了使得组分混合均匀，所述混合具体采用砂磨的方式进行，所述砂磨的时间为3～5h。
在上述制备水性聚氨酯胶黏剂的步骤中，所述混合具体是以1500～2000rpm的速度搅拌3～5h进行。
本发明提供的水性聚氨酯胶黏剂的耐高温性能优异，在100℃环境中，负重1公斤，在10min内，拉开长度小于1mm，110℃环境中，负重1公斤，在10min内，拉开长度小于2mm；进一步的水性聚氨酯胶粘剂的T型剥离强度≥110N/50mm。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的耐高温水性聚氨酯及水性聚氨酯胶黏剂进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1一种水性聚氨酯分散体制备
步骤一：在氮气的保护下，将110重量份芳香族聚酯二元醇(分子量：1000g/mol)、15重量份甲苯二异氰酸酯与4重量份的1,6-己二异氰酸酯、3重量份三羟甲基丙烷以及7重量份乙二醇加入到反应瓶中，反应温度为70℃，反应时间为4h，得到第一中间体；
步骤二：将第一中间体加入4.5重量份二羟甲基丙酸、0.5重量份辛酸亚锡以及45重量份丙酮，反应温度为70℃，反应时间为3h，得到第二中间体；
步骤三：温度控制在35℃，将第二中间体用3重量份三乙胺进行中和0.5h，加140重量份水进行乳化1h，减压脱去丙酮，得到水性聚氨酯分散体。
实施例2一种水性聚氨酯分散体制备
步骤一：在氮气的保护下，将320重量份芳香族聚酯二元醇(数均分子量为5000g/mo)、52重量份二苯基甲烷二异氰酸酯与7重量份的1,6-己二异氰酸酯、5重量份季戊四醇以及10重量份2,2-二甲基-1,3-丙二醇加入到反应瓶中，反应温度为90℃，反应时间为2h，得到第一中间体；
步骤二：将第一中间体加入14重量份二羟甲基丁酸、1.3重量份二月桂酸二丁基锡以及92重量份丙酮，反应温度为90℃，反应时间为2h，得到第二中间体；
步骤三：温度控制在50℃，将第二中间体用11重量份二甲基乙醇胺进行中和0.5h，加370重量份水进行乳化2h，减压脱去丙酮，得到水性聚氨酯分散体。
实施例3一种水性聚氨酯分散体制备
步骤一：在氮气的保护下，将200重量份芳香族聚酯二元醇(数均分子量为2000g/mol)、24重量份4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与6重量份的1,6-己二异氰酸酯、4重量份双季戊四醇以及9重量份2，5-二甲基-2，5己二醇加入到反应瓶中，反应温度为80℃，反应时间为3h，得到第一中间体；
步骤二：将第一中间体加入7重量份二羟甲基丁酸、0.8重量份新癸酸铋以及60重量份丙酮，反应温度为80℃，反应时间为2.5h，得到第二中间体；
步骤三：温度控制在40℃，将第二中间体用8重量份三乙胺进行中和1h，加260重量份水进行乳化1.5h，减压脱去丙酮，得到水性聚氨酯分散体。
实施例4一种水性聚氨酯分散体制备
步骤一：在氮气的保护下，将180重量份芳香族聚酯二元醇(数均分子量为3000g/mol)、38重量份二苯基甲烷二异氰酸酯与6.5重量份的1,6-己二异氰酸酯、3.5重量份三羟甲基丙烷以及8重量份2,2-二甲基-1,3-丙二醇加入到反应瓶中，反应温度为85℃，反应时间为2.5h，得到第一中间体；
步骤二：将第一中间体加入10.2重量份二羟甲基丙酸、0.85重量份月桂酸铋以及80重量份丙酮，反应温度为82℃，反应时间为2h，得到第二中间体；
步骤三：温度控制在35℃，将第二中间体用8.5重量份二甲基乙醇胺进行中和1h，加250重量份水进行乳化1.5h，减压脱去丙酮，得到水性聚氨酯分散体。
实施例5一种水性聚氨酯分散体制备
步骤一：在氮气的保护下，将248重量份芳香族聚酯二元醇(数均分子量为3500g/mol)、36重量份甲苯二异氰酸酯与6.2重量份的1,6-己二异氰酸酯、4.5重量份季戊四醇以及8.2重量份乙二醇加入到反应瓶中，反应温度为85℃，反应时间为3h，得到第一中间体；
步骤二：将第一中间体加入12重量份二羟甲基丁酸、0.95重量份异辛酸铋以及75重量份丙酮，反应温度为85℃，反应时间为2.5h，得到第二中间体；
步骤三：温度控制在45℃，将第二中间体用10重量份二甲基乙醇胺进行中和0.5h，加320重量份水进行乳化1.5h，减压脱去丙酮，得到水性聚氨酯分散体。
实施例6一种水性聚氨酯分散体制备
步骤一：在氮气的保护下，将150重量份芳香族聚酯二元醇(数均分子量为1500g/mol)、18重量份4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与6重量份的1,6-己二异氰酸酯、3.5重量份三羟甲基丙烷以及8.7重量份2,2-二甲基-1,3-丙二醇加入到反应瓶中，反应温度为80℃，反应时间为3.5h，得到第一中间体；
步骤二：将第一中间体加入7.2重量份二羟甲基丙酸、0.75重量份环烷酸铋以及65重量份丙酮，反应温度为80℃，反应时间为2.5h，得到第二中间体；
步骤三：温度控制在42℃，将第二中间体用5.5重量份三乙胺进行中和1h，加190重量份水进行乳化1h，减压脱去丙酮，得到水性聚氨酯分散体。
对比例1一种水性聚氨酯分散体制备
按照实施例1实施，不同的是步骤一中的芳香族聚酯二元醇(分子量：1000g/mol)更换成脂肪族的聚己二酸乙二醇酯(分子量：1000g/mol)，甲苯二异氰酸酯更换成六亚甲基二异氰酸酯，去掉三羟甲基丙烷。
对比例2一种水性聚氨酯分散体制备
按照实施例2实施，不同的是步骤一中的芳香族聚酯二元醇(分子量：5000g/mol)更换成脂肪族的聚己二酸丁二醇酯(分子量：5000g/mol)，二苯基甲烷二异氰酸酯更换成异佛尔酮二异氰酸酯，去掉季戊四醇。
实施例7水性聚氨酯胶粘剂的制备：
1)将实施例1～6以及对比例1～2制备的水性聚氨酯分散体加入到高速分散机中，再加入沉淀硫酸钡、气象白炭黑以及水性消泡剂，进行砂磨5h，得到第一组分；
2)将第一组分放入高搅机中，加入水性分散剂、水性增稠剂，以1800rpm的速度搅拌3.5h，然后用200目的滤网过滤，得到水性聚氨酯胶粘剂。
所用原料的具体配方如表1所示，将实施例1～6以及对比例1～2的水性聚氨酯分散体制得的水性聚氨酯胶粘剂分别记为WAD01～WAD06、DB1～2。
表1实施例和对比例制备水性聚氨酯胶粘剂的配方数据表
Figure BDA0002891954670000111
Figure BDA0002891954670000121
将水性聚氨酯胶粘剂WAD01～WAD06、DB1～DB2分别均匀涂布在PVC软皮以及密度板上，涂布量为90g/m2，待水性胶干燥后，放入60℃烘箱中放置10min，然后将PVC软皮(50mm宽，150mm长)和密度板对接。
T型剥离强度随着时间的变化通过粘接后的样件在室温下放置不同时间来检测(0.5h、1h、12h以及24h后进行T型剥离强度测试)；耐热性测试通过样件室温放置24h后，在不同的环境温度中，PVC软皮负重1公斤，在10min内，拉开的长度来测试；T型剥离强度采用拉力试验机进行测试(测试温度为25℃，GB/T 2791-1995标准)。水性聚氨酯胶粘剂的粘接性能如表2所示。
表2水性聚氨酯胶粘剂的粘接性能
Figure BDA0002891954670000131
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种耐高温水性聚氨酯，其原料包括：
Figure FDA0002891954660000011
2.根据权利要求1所述的耐高温水性聚氨酯，其特征在于，所述芳香族聚酯二元醇的含量为150～250重量份。
3.根据权利要求1所述的耐高温水性聚氨酯，其特征在于，所述芳香族二异氰酸酯的含量为18～45重量份。
4.根据权利要求1所述的耐高温水性聚氨酯，其特征在于，所述1,6-己二异氰酸酯的含量为5～6.5重量份。
5.根据权利要求1所述的耐高温水性聚氨酯，其特征在于，所述内交联剂的含量为3.5～4.5重量份。
6.根据权利要求1所述的耐高温水性聚氨酯，其特征在于，所述芳香族聚酯二元醇为苯酐聚酯二元醇，数均分子量为1000～5000g/mol；所述芳香族二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种；所述亲水扩链剂选自二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸中的一种；所述小分子扩链剂选自乙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇或2，5-二甲基-2，5己二醇；所述内交联剂选自三羟甲基丙烷、季戊四醇和双季戊四醇中的一种；所述催化剂选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、新癸酸铋、月桂酸铋、异辛酸铋和环烷酸铋中的一种；所述中和剂选自三乙胺和二甲基乙醇胺中的一种；所述有机溶剂选自不含活性H的有机溶剂，选自丙酮、丁酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的一种或多种。
7.权利要求1所述的耐高温水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
A)在氮气保护下，将芳香族聚酯二元醇、芳香族二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、内交联剂和小分子扩链剂混合、反应，得到第一中间体；
B)将所述第一中间体、亲水扩链剂、催化剂和有机溶剂混合，反应，得到第二中间体；
C)将所述第二中间体和中和剂乳化后再与去离子水混合，得到耐高温水性聚氨酯。
8.一种水性聚氨酯胶黏剂，由以下组分制备得到：
Figure FDA0002891954660000021
所述水性聚氨酯为权利要求1～6任一项所述的耐高温水性聚氨酯或权利要求7所述的制备方法所制备的耐高温水性聚氨酯。
9.根据权利要求8所述的水性聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述沉淀硫酸钡的含量为25～50重量份。
10.权利要求8所述的水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
将水性聚氨酯、沉淀硫酸钡、气相白炭黑和水性消泡剂混合，得到第一组分；
将所述第一组分、水性分散剂和水性增稠剂混合，得到水性聚氨酯胶黏剂。
CN202110032428.4A 2021-01-11 2021-01-11 耐高温水性聚氨酯、其制备方法、水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法 Pending CN112851905A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110032428.4A CN112851905A (zh) 2021-01-11 2021-01-11 耐高温水性聚氨酯、其制备方法、水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110032428.4A CN112851905A (zh) 2021-01-11 2021-01-11 耐高温水性聚氨酯、其制备方法、水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112851905A true CN112851905A (zh) 2021-05-28

Family

ID=76002488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110032428.4A Pending CN112851905A (zh) 2021-01-11 2021-01-11 耐高温水性聚氨酯、其制备方法、水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112851905A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5608000A (en) * 1993-09-24 1997-03-04 H. B. Fuller Licensing & Financing, Inc. Aqueous polyurethane dispersion adhesive compositions with improved heat resistance
US20030004264A1 (en) * 1999-12-08 2003-01-02 Alois Maier Method for producing self- emulsifiable aqueous polyurethane resins having improved characteristics
CN101456942A (zh) * 2008-12-30 2009-06-17 南京工业大学 一种水性聚氨酯和含水性聚氨酯胶粘剂及其应用
CN102102005A (zh) * 2010-12-13 2011-06-22 嘉兴禾欣化学工业有限公司 环保型水性聚氨酯胶粘剂的制备方法
US20120095164A1 (en) * 2009-07-02 2012-04-19 Bayer Materialscience Ag Crosslinkable polyurethane dispersions
CN102516920A (zh) * 2011-12-12 2012-06-27 东莞市山力高分子材料科研有限公司 水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法
CN105367733A (zh) * 2015-12-16 2016-03-02 合肥工业大学 一种基于苯酐聚酯多元醇水性聚氨酯膜的制备方法和用途

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5608000A (en) * 1993-09-24 1997-03-04 H. B. Fuller Licensing & Financing, Inc. Aqueous polyurethane dispersion adhesive compositions with improved heat resistance
US20030004264A1 (en) * 1999-12-08 2003-01-02 Alois Maier Method for producing self- emulsifiable aqueous polyurethane resins having improved characteristics
CN101456942A (zh) * 2008-12-30 2009-06-17 南京工业大学 一种水性聚氨酯和含水性聚氨酯胶粘剂及其应用
US20120095164A1 (en) * 2009-07-02 2012-04-19 Bayer Materialscience Ag Crosslinkable polyurethane dispersions
CN102102005A (zh) * 2010-12-13 2011-06-22 嘉兴禾欣化学工业有限公司 环保型水性聚氨酯胶粘剂的制备方法
CN102516920A (zh) * 2011-12-12 2012-06-27 东莞市山力高分子材料科研有限公司 水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法
CN105367733A (zh) * 2015-12-16 2016-03-02 合肥工业大学 一种基于苯酐聚酯多元醇水性聚氨酯膜的制备方法和用途

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张文荣等: "苯酐聚酯多元醇合成水性聚氨酯的研究", 《中国胶粘剂》 *
杜海晶等: "聚氨酯胶粘剂耐热性研究进展", 《粘接》 *
王孟钟等主编: "《胶粘剂应用手册》", 30 November 1987, 化学工业出版社 *
王毅等: "水性聚氨酯胶粘剂的合成与性能研究", 《山东化工》 *
王毅等: "高透明水性聚氨酯胶粘剂的制备", 《广东化工》 *
董永兵等: "纳米SiO_2改性水性聚氨酯胶粘剂的制备及性能", 《中国胶粘剂》 *
陈亚中等: "苯酐聚酯型水性聚氨酯渗透汽化膜制备及性能", 《膜科学与技术》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107417873B (zh) 一种水性聚氨酯分散体及其无溶剂制备方法
KR100635958B1 (ko) 수성 폴리우레탄 분산액 및 이의 제조 방법 및 용도
Rahman et al. Characterization of waterborne polyurethane adhesives containing different soft segments
US6838516B2 (en) Water dispersible polyisocyanate composition and its uses
CN111154059B (zh) 一种环氧树脂改性聚醚胺增强水性聚氨酯乳液及制备方法
CN107903358A (zh) 用于纺织品印花的无溶剂自交联改性水性聚氨酯树脂
CN116143994B (zh) 水性有机硅改性聚氨酯分散体、其制备方法、含有其的合成革面层以及箱包革
CN111019507B (zh) 一种高强度水性聚氨酯/纤维素纳米复合乳液及制备方法
CN114045025A (zh) 一种sis衍生物改性水性聚氨酯-环氧树脂及其制备方法
CN112812727B (zh) 一种长持粘性的水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法
CN113321780B (zh) 一种有机硅改性聚氨酯的制备方法
CN108623785B (zh) 一种水性聚氨酯酸性高分子指示剂及其制备方法
CN103881053B (zh) 桐油酸酐酯多元醇改性水性聚氨酯乳液的制备方法
CN112341983B (zh) 一种水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法
CN113980225A (zh) 一种羟丙基二淀粉磷酸酯改性水性聚氨酯树脂及其制备方法
CN110964171B (zh) 一种聚氨酯聚脲水分散体及其制备方法与用途
CN112851905A (zh) 耐高温水性聚氨酯、其制备方法、水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法
CN115141346B (zh) 一种可拆卸的临时粘接用水性聚氨酯分散体及其制备方法
CN114106280B (zh) 一种脂肪族聚氨酯树脂及其制备方法和用途
KR100341870B1 (ko) 수분산 폴리우레탄의 제조방법
CN115536802B (zh) 一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯及其制备方法和应用
CN112831011A (zh) 一种可交联网状结构聚氨酯乳液及其制备方法
CN118063727B (zh) 一种基于羟基化聚苯乙烯功能微球改性的水性聚氨酯树脂及其制备方法
CN112521581A (zh) 一种合成革用水性聚氨酯面层树脂及其制备方法及应用
CN110041488B (zh) 一种含氟酰亚胺改性水性聚氨酯的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination