CN113403019A - 一种聚氨酯粘合剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚氨酯粘合剂及其制备方法，该聚氨酯粘合剂包括A组份和B组份；A组份包括：蓖麻油基聚醚多元醇、芳香族多元醇、脂肪族多元醇、官能度大于2的聚酯多元醇、扩链剂、抗氧剂、催化剂、环保溶剂、封端剂、异氰酸酯；B组份包括二异氰酸酯衍生物。本发明将A组份和B组份协同制备聚氨酯粘合剂，通过B组分增加产品的牢度和耐水洗性，A组份的扩链剂中含有支化度大于2的多元醇，能形成网络聚合物并与B组分加成反应后得到所需粘度的聚氨酯粘合剂，无需使用增塑剂、偶联剂等，用料少且无溶剂残留，具有生物降解性，绿色环保，气味低，对人体伤害小，不含DMF，单位消耗少，产值高，适用于服装、沙发、窗帘、汽车坐垫等家居用品。
Description
技术领域
本发明属于聚氨酯纺织复合技术领域，具体涉及一种聚氨酯粘合剂及其制备方法。
背景技术
近年来，国民经济水平不断提高，人们的生活质量明显改善，环保意识逐渐增强，对服装、沙发、窗帘、汽车坐垫等家居用品所用材料的质量提出了更高要求。家居用品所用材料通常需要使用溶剂型聚氨酯粘合剂粘接，但上述粘合剂中由于使用了大量溶剂，对环境及人体造成很大伤害，存在极大的安全隐患，此外，粘合剂的粘接牢度、耐水洗性等仍有进步空间。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种聚氨酯粘合剂及其制备方法。
为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：
一种聚氨酯粘合剂，包括A组份和B组份，所述A组份和B组份的质量比为100： (8-15)；
A组份包括以下重量份数的原料：
蓖麻油基聚醚多元醇 10-20份
芳香族多元醇 20-30份
脂肪族多元醇 6-12份
官能度大于2的聚酯多元醇 3-8份
扩链剂 1-5份
抗氧剂 0.3-0.8份
催化剂 0.02-0.1份
环保溶剂 25-35份
封端剂 0-1份
异氰酸酯 8-12份；
B组份包括以下重量份数的原料：
二异氰酸酯衍生物 8-12份。
进一步的，所述蓖麻油基聚醚多元醇的分子量为2000-3000，官能度为2-4，羟值50- 100mgKOH/g。
进一步的，所述芳香族多元醇采用对苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、丁二酸、癸二酸、己二酸、乙二醇丁二醇、戊二醇、生物基丙二醇、二甘醇中的一种或几种的组合，分子量为3000-4000，官能度为2，羟值24-40mg KOH/g。
进一步的，所述脂肪族多元醇采用己二酸、丁二酸、二甘醇、乙二醇、丙二醇中的一种或几种的组合，分子量2500-3000，官能度为2，羟值35-42mg KOH/g。
进一步的，所述官能度大于2的聚酯多元醇采用己二酸、二甘醇、丙二醇、三羟甲基丙烷、甘油中的一种或几种的组合，羟值50-60mgKOH/g。
进一步的，所述扩链剂采用乙二醇、丁二醇、丙二醇、戊二醇、己二醇、芳香族二醇、醇胺类二醇中的一种或几种的组合；所述抗氧剂为紫外线吸收剂、受阻胺类光稳定剂中的一种或几种的组合；所述催化剂为叔胺类催化剂、有机铋类催化剂中的一种或几种的组合。
进一步的，所述环保溶剂为碳酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、N.N-二乙基甲酰胺中的一种或几种的组合；所述封端剂包括2官能团化合物，所述2官能团化合物包括丙二醇、乙二醇和/或丁二醇。
进一步的，所述异氰酸酯采用甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异氰酸酯衍生物、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种的组合。
进一步的，所述二异氰酸酯衍生物采用甲苯二异氰酸酯、二苯甲甲烷二异氰酸酯、异辛酸、苯甲酸、聚酯多元醇、甘油、三羟甲基丙烷、醋酸乙酯中的一种或几种的组合。
本发明公开了一种聚氨酯粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备A组分
按照计量配比称取蓖麻油基聚醚多元醇、芳香族多元醇、脂肪族多元醇、官能度大于2的聚酯多元醇、扩链剂和抗氧剂并投入应釜中搅拌混合，随后加入按照计量配比称取的异氰酸酯，搅拌混匀，加入催化剂，检测粘度，待粘度达到40-50万cps/50℃时，加入按照计量配比称取的环保溶剂稀释，稀释完后检测粘度，待粘度达到1-2万cps/25℃后加入封端剂，混合均匀，即得A组分；
(2)制备B组分
将甘油、三羟甲基丙烷、抗氧剂和醋酸乙酯于40℃溶解完全，得B1组份；
将甲苯异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯搅拌混合均匀，温度控制在35-40℃，加入聚酯多元醇，80-90℃反应2-3h，降温至40℃，分6-10次加入溶解好的B1组份，反应温度控制在50-55℃，滴加完后，温度控制在50-70℃，反应6-8h，检测达到要求指标，降温至40-50℃，包装；
所述甘油、三羟甲基丙烷、抗氧剂、醋酸乙酯、甲苯异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、聚酯多元醇的质量比为1-2：2-5：1-3：3-7：5-13：6-10；
(3)制备聚氨酯粘合剂
使用时，将A组分和B组分料按100：(8-15)的质量比混合均匀，加入适量的环保溶剂，混合均匀，得到所需聚氨酯粘合剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明公开了一种聚氨酯粘合剂及其制备方法，该聚氨酯粘合剂包括A组份和B组份，A组份和B组份的质量比为100：(8-15)；A组份包括以下重量份数的原料：蓖麻油基聚醚多元醇10-20份、芳香族多元醇20-30份、脂肪族多元醇6-12份、官能度大于 2的聚酯多元醇3-8份、扩链剂1-5份、抗氧剂0.3-0.8份、催化剂0.02-0.1份、环保溶剂25-35份、封端剂0-1份和异氰酸酯8-12份；B组份包括以下重量份数的原料：二异氰酸酯衍生物8-12份。本发明提供的聚氨酯粘合剂及其制备方法，使用天然植物油多元醇蓖麻油制作蓖麻油基聚醚多元醇再结合芳香族多元醇、脂肪族多元醇、官能度大于2 的聚酯多元醇及扩链剂等助剂制备A组份，蓖麻油无需通过化学方法改性即可使用，蓖麻油的酯基可发生水解反应，产生脂肪酸，具有生物可降解性，原料来源广泛；将A组份和B组份协同制备聚氨酯粘合剂，通过B组分大大增加产品的牢度和耐水洗性，与现有技术相比，A组份的扩链剂中含有支化度大于2的多元醇，能够形成网络聚合物并与B 组分在加成反应后得到所需粘度的聚氨酯粘合剂，无需使用增塑剂、偶联剂等，用料少且无溶剂残留，不仅具有生物降解性，更加绿色环保，而且气味低，对人体伤害小，不含DMF(N.N二甲基甲酰胺)，单位消耗少，产值高，适用于服装、沙发、窗帘、汽车坐垫等家居用品。
具体实施方式
下面对本发明的实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
一种聚氨酯粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备A组分
首先将10份的蓖麻油基聚醚多元醇、30份的芳香族聚酯多元醇、7份的脂肪族多元醇、3份的官能度大于2的聚酯多元醇、1份的扩链剂和0.5份的抗氧剂加入反应釜中，并加热到55-60℃，再加入6.5份的甲苯二异氰酸酯，加热70-90℃，反应2-4h，降温到 45-60℃，加入2.2份的扩链剂，再加入4.5份的二苯基甲烷二异氰酸酯，升温到70-90℃，反应1-2h，加入0.02份的催化剂，继续反应6-8h，降温40-60℃，加入25份的环保溶剂，稀释成要求指标，即得A组分；
(2)制备B组分
将甘油、三羟甲基丙烷、抗氧剂和醋酸乙酯于40℃溶解完全，得B1组份；
将甲苯异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯搅拌混合均匀，温度控制在35-40℃，加入聚酯多元醇，80-90℃反应2-3h，降温至40℃，分6-10次加入溶解好的B1组份，反应温度控制在50-55℃，滴加完后，温度控制在50-70℃，反应6-8h，检测达到要求指标，降温至40-50℃，包装；
甘油、三羟甲基丙烷、抗氧剂、醋酸乙酯、甲苯异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、聚酯多元醇的质量比为1：3：2：5：10：9。
(3)制备聚氨酯粘合剂
将A组分100份和B组分8份混匀，加入40-60份环保溶剂，搅拌均匀，即得到要求纺织用聚氨酯粘合剂。
实施例2
一种聚氨酯粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备A组分
首先将15份的蓖麻油基聚醚多元醇、28份的芳香族聚酯多元醇、12份的脂肪族多元醇、5份的官能度大于2的聚酯多元醇、0.3份的抗氧剂和1.5份的扩链剂加入反应釜中，加热到55-60℃，再加入5.5份的甲苯二异氰酸酯，加热70-90℃，反应2-4h，降温到45-60℃，加入扩链剂2.2份，再加入5.5份的二苯基甲烷二异氰酸酯，升温到70-90℃，反应1-2h，加入0.1份的催化剂，继续反应6-8h，降温40-60℃，加入28份的环保溶剂稀释，稀释完后检测粘度，待粘度达到1-2万cps/25℃后加入0.5份的丙二醇，混合均匀，即得A组分；
(2)制备B组分
将甘油、三羟甲基丙烷、抗氧剂和醋酸乙酯于40℃溶解完全，得B1组份；
将甲苯异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯搅拌混合均匀，温度控制在35-40℃，加入聚酯多元醇，80-90℃反应2-3h，降温至40℃，分6-10次加入溶解好的B1组份，反应温度控制在50-55℃，滴加完后，温度控制在50-70℃，反应6-8h，检测达到要求指标，降温至40-50℃，包装；
(3)制备聚氨酯粘合剂
将A组分100份和B组分12份混匀，加入40-60份环保溶剂，搅拌均匀，即得到要求纺织用聚氨酯粘合剂。
余同实施例1。
实施例3
一种聚氨酯粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备A组分
首先将20份的蓖麻油基聚醚多元醇、22份的芳香族聚酯多元醇、6份的脂肪族多元醇、7份的官能度大于2的聚酯多元醇、扩链剂0.8份和0.8份的抗氧剂加入反应釜中，并加热到55-60℃，再加入8.5份的甲苯二异氰酸酯，并加热70-90℃，反应2-4h，降温到45-60℃，加入扩链剂4.2份，再加入2.5份的二苯基甲烷二异氰酸酯，升温到70-90℃，反应1-2小时，加入0.05份的催化剂，继续反应6-8h，降温40-60℃，加入32份的环保溶剂稀释，稀释完后检测粘度，待粘度达到1-2万cps/25℃后加入0.5份的乙二醇封端剂，混合均匀，即得A组分；
(2)制备B组分
将甘油、三羟甲基丙烷、抗氧剂和醋酸乙酯于40℃溶解完全，得B1组份；
将甲苯异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯搅拌混合均匀，温度控制在35-40℃，加入聚酯多元醇，80-90℃反应2-3h，降温至40℃，分6-10次加入溶解好的B1组份，反应温度控制在50-55℃，滴加完后，温度控制在50-70℃，反应6-8h，检测达到要求指标，降温至40-50℃，包装；
(3)制备聚氨酯粘合剂
将A组分100份和B组分12份混匀，加入40-60份环保溶剂，搅拌均匀，即得到要求纺织用聚氨酯粘合剂。
余同实施例1。
对比例1
采用现有市购产品。
实施例1-3与对比例1的性能分析如表1所示。
表1
本发明未具体描述的部分采用现有技术即可，在此不做赘述。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种聚氨酯粘合剂，其特征在于，包括A组份和B组份，所述A组份和B组份的质量比为100：(8-15)；
A组份包括以下重量份数的原料：
蓖麻油基聚醚多元醇10-20份
芳香族多元醇20-30份
脂肪族多元醇6-12份
官能度大于2的聚酯多元醇3-8份
扩链剂1-5份
抗氧剂0.3-0.8份
催化剂0.02-0.1份
环保溶剂25-35份
封端剂0-1份
异氰酸酯8-12份；
B组份包括以下重量份数的原料：
二异氰酸酯衍生物8-12份。
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯粘合剂，其特征在于，所述蓖麻油基聚醚多元醇的分子量为2000-3000，官能度为2-4，羟值50-100mgKOH/g。
3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯粘合剂，其特征在于，所述芳香族多元醇采用对苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、丁二酸、癸二酸、己二酸、乙二醇丁二醇、戊二醇、生物基丙二醇、二甘醇中的一种或几种的组合，分子量为3000-4000，官能度为2，羟值24-40mg KOH/g。
4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯粘合剂，其特征在于，所述脂肪族多元醇采用己二酸、丁二酸、二甘醇、乙二醇、丙二醇中的一种或几种的组合，分子量2500-3000，官能度为2，羟值35-42mg KOH/g。
5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯粘合剂，其特征在于，所述官能度大于2的聚酯多元醇采用己二酸、二甘醇、丙二醇、三羟甲基丙烷、甘油中的一种或几种的组合，羟值50-60mgKOH/g。
6.根据权利要求1所述的一种聚氨酯粘合剂，其特征在于，所述扩链剂采用乙二醇、丁二醇、丙二醇、戊二醇、己二醇、芳香族二醇、醇胺类二醇中的一种或几种的组合；所述抗氧剂为紫外线吸收剂、受阻胺类光稳定剂中的一种或几种的组合；所述催化剂为叔胺类催化剂、有机铋类催化剂中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的一种聚氨酯粘合剂，其特征在于，所述环保溶剂为碳酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、N.N-二乙基甲酰胺中的一种或几种的组合；所述封端剂包括2官能团化合物，所述2官能团化合物包括丙二醇、乙二醇和/或丁二醇。
8.根据权利要求1所述的一种聚氨酯粘合剂，其特征在于，所述异氰酸酯采用甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异氰酸酯衍生物、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种的组合。
9.根据权利要求1所述的一种聚氨酯粘合剂，其特征在于，所述二异氰酸酯衍生物采用甲苯二异氰酸酯、二苯甲甲烷二异氰酸酯、异辛酸、苯甲酸、聚酯多元醇、甘油、三羟甲基丙烷、醋酸乙酯中的一种或几种的组合。
10.根据权利要求1-9任一所述的一种聚氨酯粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备A组分
按照计量配比称取蓖麻油基聚醚多元醇、芳香族多元醇、脂肪族多元醇、官能度大于2的聚酯多元醇、扩链剂和抗氧剂并投入应釜中搅拌混合，随后加入按照计量配比称取的异氰酸酯，搅拌混匀，加入催化剂，检测粘度，待粘度达到40-50万cps/50℃时，加入按照计量配比称取的环保溶剂稀释，稀释完后检测粘度，待粘度达到1-2万cps/25℃后加入封端剂，混合均匀，即得A组分；
(2)制备B组分
将甘油、三羟甲基丙烷、抗氧剂和醋酸乙酯于40℃溶解完全，得B1组份；
将甲苯异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯搅拌混合均匀，温度控制在35-40℃，加入聚酯多元醇，80-90℃反应2-3h，降温至40℃，分6-10次加入溶解好的B1组份，反应温度控制在50-55℃，滴加完后，温度控制在50-70℃，反应6-8h，检测达到要求指标，降温至40-50℃，包装；
所述甘油、三羟甲基丙烷、抗氧剂、醋酸乙酯、甲苯异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、聚酯多元醇的质量比为1-2：2-5：1-3：3-7：5-13：6-10；
(3)制备聚氨酯粘合剂
使用时，将A组分和B组分料按100：(8-15)的质量比混合均匀，加入适量的环保溶剂，混合均匀，得到所需聚氨酯粘合剂。
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