CN113583609A - 一种水性聚氨酯胶粘剂 - Google Patents

一种水性聚氨酯胶粘剂 Download PDF

Info

Publication number
CN113583609A
CN113583609A CN202110788176.8A CN202110788176A CN113583609A CN 113583609 A CN113583609 A CN 113583609A CN 202110788176 A CN202110788176 A CN 202110788176A CN 113583609 A CN113583609 A CN 113583609A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
polyurethane adhesive
stirring
butanediol
nano
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
CN202110788176.8A
Other languages
English (en)
Inventor
鲁岗
王甫俊
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.)
Wenzhou Dabao Macromolecule Material Co ltd
Original Assignee
Wenzhou Dabao Macromolecule Material 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 Wenzhou Dabao Macromolecule Material Co ltd filed Critical Wenzhou Dabao Macromolecule Material Co ltd
Priority to CN202110788176.8A priority Critical patent/CN113583609A/zh
Publication of CN113583609A publication Critical patent/CN113583609A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02—Non-macromolecular additives
    • C09J11/06—Non-macromolecular additives organic
    • 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
    • C09J11/08—Macromolecular additives
    • 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
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/221—Oxides; Hydroxides of metals of rare earth metal
    • C08K2003/2213—Oxides; Hydroxides of metals of rare earth metal of cerium
    • 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
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • 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
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

本申请涉及一种水性聚氨酯胶粘剂，原料包括如下重量份数的组分：20‑30份乙二酸丁二醇酯；7‑8份甲苯二异氰酸酯；0.5‑0.8份1,4‑丁二醇；0.8‑2份二羟甲基丙酸；1‑2份三乙胺；0.2‑0.5份乙二胺；12‑25份N‑乙基吡咯烷酮；2‑2.5份ZnO纳米粒子；0.6‑0.8份CeO2纳米棒；10‑12份分散剂；50‑60份去离子水。本申请具有以下优点和效果：乙二酸丁二醇酯和甲苯二异氰酸酯和1,4‑丁二醇、二羟甲基丙酸等助剂组成反应得到聚氨酯胶粘剂的基体组分；再由分散剂辅助ZnO纳米粒子和CeO2纳米棒与基体组分的牢固结合，以对裂纹的扩展起一定的阻碍作用，消耗断裂功；纳米粒子和纳米棒还可填充于基体组分的内部空隙或孔洞中，提高纳米化合物在基体组分的内部掺入度，从而进一步达到改善聚氨酯胶粘剂的力学性能的目的。

Description

一种水性聚氨酯胶粘剂
技术领域
本申请涉及胶粘剂的技术领域，尤其是涉及一种水性聚氨酯胶粘剂。
背景技术
水性胶黏剂是以天然高分子或合成高分子为黏料，以水为溶剂或分散剂，取代对环境有污染的有毒有机溶剂制备成的一种环境友好型胶黏剂。
水性聚氨酯(APU)胶粘剂是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯；水性聚氨酯以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性。
但是目前的水性聚氨酯胶粘剂存在着形成的乳胶膜力学性能不足的问题，仍有待改进。
发明内容
为了提高水性聚氨酯胶粘剂的乳胶膜的力学性能，本申请提供一种水性聚氨酯胶粘剂。
本申请提供的一种水性聚氨酯胶粘剂采用如下的技术方案：
一种水性聚氨酯胶粘剂，原料包括如下重量份数的组分：
20-30份乙二酸丁二醇酯；
7-8份甲苯二异氰酸酯；
0.5-0.8份1,4-丁二醇；
0.8-2份二羟甲基丙酸；
1-2份三乙胺；
0.2-0.5份乙二胺；
12-25份N-乙基吡咯烷酮；
2-2.5份ZnO纳米粒子；
0.6-0.8份CeO2纳米棒；
10-12份分散剂；
50-60份去离子水。
通过采用上述技术方案，乙二酸丁二醇酯和甲苯二异氰酸酯和1,4-丁二醇、二羟甲基丙酸等助剂组成反应得到聚氨酯胶粘剂的基体组分；再由分散剂辅助ZnO纳米粒子和CeO2纳米棒与基体组分的结合；当ZnO纳米粒子和CeO2纳米棒的纳米混合物与基体组分牢固结合后，可通过纳米混合物粒子与基体组分的脱粘从而对裂纹的扩展起一定的阻碍作用，由此可消耗断裂功；且通过同步添加纳米粒子和纳米棒，可填充于基体组分的内部空隙或孔洞中，提高纳米化合物在基体组分的内部掺入度，从而进一步达到改善聚氨酯胶粘剂的力学性能的目的。
优选的，所述分散剂包括如下重量份数的组分：
8-10份液体石蜡；
1-2份十二酰单乙醇胺；
0.3-0.4份丙烯酸树脂。
通过采用上述技术方案，十二酰单乙醇胺具有一定的增粘性能，辅助纳米混合物和基体组分的结合；同时十二酰单乙醇胺链长较长，可减少纳米混合物的团聚现象；丙烯酸树脂不仅具有较高的粘接力还有优异的成膜性，以液体石蜡为主要成分的分散剂对纳米粒子和纳米棒进行分散和表面修饰，可使纳米混合物的分散更均匀，且十二酰单乙醇胺和丙烯酸树脂的进一步添加有利于改善纳米粒子和纳米棒和基体组分的界面结合，得到的聚氨酯胶粘剂的力学性能提升更均衡且稳定；同时控制丙烯酸树脂的添加量，避免粘性过大影响纳米混合物的分散性；丙烯酸树脂的加入还有助于提升成膜后的力学性能。
优选的，按重量份数计，所述原料还包括1-2份木质素。
通过采用上述技术方案，具有芳环结构的大分子木质素与丙烯酸树脂混合，在空间位阻存在下，含有醚键、碳-碳键的木质素与丙烯酸树脂之间通过化学键联接在一起，使分子间有较强的相互作用，形成网链，由此得到的分散剂分布于基体组分中，有助于提升聚氨酯胶粘剂的力学性能。
优选的，所述分散剂的制备方法为：先将十二酰单乙醇胺和液体石蜡搅拌混合8-10min，再添加丙烯酸树脂，继续搅拌30-40min。
通过采用上述技术方案，先将具有增粘效果的十二酰单乙醇胺和具有润滑性的液体石蜡混合，提高相容性，再和用于提高粘度的丙烯酸树脂混合，提高丙烯酸树脂的均匀分散程度；避免同时添加十二酰单乙醇胺和丙烯酸树脂，导致组分混合不均的问题，影响与其他组分均匀混合的性能。
优选的，所述丙烯酸树脂和木质素的重量份数比为1:4。
通过采用上述技术方案，经试验证明，当丙烯酸树脂和木质素的重量份数比为1:4时，可较好地提升聚氨酯胶粘剂的力学性能。
优选的，按重量份数计，所述原料还包括0.6-0.8份甲基丙烯缩水甘油酯。
通过采用上述技术方案，加入含丙烯酸酯双键链段的甲基丙烯缩水甘油酯，可提高木质素与丙烯酸树脂形成的网链分子的活动能力，同时还可改善分子交联状态的不均匀性，达到增韧并改善力学性能的目的。
优选的，所述ZnO纳米粒子的平均粒径为20-30nm；所述CeO2纳米棒的平均长度为1-2μm。
通过采用上述技术方案，当采用20-30nm粒径的ZnO纳米粒子和1-2μm长度的CeO2纳米棒时，填充效果更理想；粒径或长度过小更易产生团聚，影响性能；粒径或长度过大则容易导致空隙填充效果不佳，纳米粒子或纳米棒容易附着于基体组分外表面，反而降低力学性能。
优选的，制备方法包括如下步骤：
S1.首先将乙二酸丁二醇酯在100-120℃，真空度≤-0.8MPa条件下脱水1-1.5h；在80-85℃条件下加入甲苯二异氰酸酯、1,4-丁二醇和0.2-0.3份催化剂，反应3-4h；然后降温至55-60℃，加入7-14份N-乙基吡咯烷酮溶解的二羟甲基丙酸，保温反应4-5h，接着加入剩余的N-乙基吡咯烷酮；冷却至≤50℃后加入三乙胺反应8-10min；最后在100-200r/min的速度搅拌下加入去离子水，再加入乙二胺，搅拌得到聚氨酯乳液基体组分；
S2.将6-7份分散剂和CeO2纳米棒混合并添加于聚氨酯乳液基体组分中，超声波搅拌20-25min，超声功率180-240W，频率20-30kHz；接着将剩下的分散剂和ZnO纳米粒子混合后继续添加，再超声波搅拌10-15min，超声功率180-240W，频率20-30kHz。
通过采用上述技术方案，先加入CeO2纳米棒搅拌，再加入ZnO纳米粒子进一步填充空隙，使胶层结构更致密，提高力学性能的同时有助于增大粘附面积并提高粘附力。
优选的，制备方法还包括如下步骤：
分散剂的制备：将1-2份十二酰单乙醇胺和8-10份液体石蜡搅拌混合5-8min，然后将0.3-0.4份丙烯酸树脂和1-2份木质素混合搅拌10-15min，最后将两个混合物共混，继续搅拌20-25min，得到分散剂；
在S1得到聚氨酯基体组分后，再加入0.6-0.8份甲基丙烯缩水甘油酯，升温至60-65℃，搅拌反应40-50min；然后再进行S2。
综上所述，本申请包括以下有益技术效果：
1.乙二酸丁二醇酯和甲苯二异氰酸酯和1,4-丁二醇、二羟甲基丙酸等助剂组成反应得到聚氨酯胶粘剂的基体组分；再由分散剂辅助ZnO纳米粒子和CeO2纳米棒的纳米混合物的均匀分散，当ZnO纳米粒子和CeO2纳米棒与基体组分牢固结合，可通过纳米混合物粒子与基体组分的脱粘从而对裂纹的扩展起一定的阻碍作用，消耗断裂功；且纳米粒子和纳米棒，可填充于基体组分的内部空隙或孔洞中，提高纳米化合物在基体组分的内部掺入度，改善聚氨酯胶粘剂的力学性能；
2.十二酰单乙醇胺具有一定的增粘性能，辅助纳米混合物和基体组分的结合；同时十二酰单乙醇胺链长较长，可减少纳米混合物的团聚现象；液体石蜡对纳米粒子和纳米棒进行分散和表面修饰，辅助分散；十二酰单乙醇胺和丙烯酸树脂的进一步添加有利于改善纳米粒子和纳米棒和基体组分的界面结合，得到的聚氨酯胶粘剂的力学性能提升更均衡且稳定；
3.具有芳环结构的大分子木质素与丙烯酸树脂混合，在空间位阻存在下，含有醚键、碳-碳键的木质素与丙烯酸树脂之间通过化学键联接在一起，使分子间有较强的相互作用，形成网链，由此得到的分散剂分布于基体组分中，有助于提升聚氨酯胶粘剂的力学性能；且经试验证明，当丙烯酸树脂和木质素的重量份数比为1:4时，可较好地提升聚氨酯胶粘剂的力学性能。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
本申请中，乙二酸丁二醇酯购于华峰集团；甲苯二异氰酸酯购于德国科思创；1,4-丁二醇购于日本三菱；二羟甲基丙酸购于江西吉煜新材料有限公司；三乙胺、乙二胺和N-乙基吡咯烷酮购于上海佰一化工有限公司；球型ZnO纳米粒子购于广州宏武材料科技有限公司，直径20-30nm，货号Z713；CeO2纳米棒购于合肥科晶，纳米棒直径150-300nm，长度1-2μm；木质素购于杭州鼎燕化工有限公司；甲基丙烯缩水甘油酯购于北京偶合科技有限公司；本申请中，催化剂采用辛酸亚锡。
以下实施方式中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
实施例
实施例1
本申请公开了一种水性聚氨酯胶粘剂，原料包括如下组分：乙二酸丁二醇酯；甲苯二异氰酸酯；1,4-丁二醇；二羟甲基丙酸；三乙胺；乙二胺；N-乙基吡咯烷酮；ZnO纳米粒子；CeO2纳米棒；分散剂；去离子水；其中分散剂包括8份液体石蜡、1份十二酰单乙醇胺和0.3份丙烯酸树脂。
水性聚氨酯胶粘剂的制备方法包括如下步骤：
S1.首先将乙二酸丁二醇酯在100℃，真空度≤-0.8MPa条件下脱水1h；在80℃条件下加入甲苯二异氰酸酯、1,4-丁二醇和0.2份催化剂辛酸亚锡，反应3h；然后降温至55℃，加入7份N-乙基吡咯烷酮溶解的二羟甲基丙酸，保温反应4h，接着加入剩余的N-乙基吡咯烷酮；冷却至≤50℃后加入三乙胺反应8min；最后在100r/min的速度搅拌下加入去离子水，再加入乙二胺，搅拌得到聚氨酯乳液基体组分；
S2.分散剂的制备：先将十二酰单乙醇胺和液体石蜡搅拌混合8min，再添加丙烯酸树脂，继续搅拌30min；
将6份分散剂和CeO2纳米棒混合并添加于聚氨酯乳液基体组分中，超声波搅拌20min，超声功率180W，频率20kHz；接着将剩下的分散剂和ZnO纳米粒子混合后继续添加，再超声波搅拌10min，超声功率180W，频率20kHz。
各组分含量如下表1所示。
实施例2
本申请公开了一种水性聚氨酯胶粘剂，原料包括如下组分：乙二酸丁二醇酯；甲苯二异氰酸酯；1,4-丁二醇；二羟甲基丙酸；三乙胺；乙二胺；N-乙基吡咯烷酮；ZnO纳米粒子；CeO2纳米棒；分散剂；去离子水；其中分散剂包括10份液体石蜡、2份十二酰单乙醇胺和0.4份丙烯酸树脂。
水性聚氨酯胶粘剂的制备方法包括如下步骤：
S1.首先将乙二酸丁二醇酯在120℃，真空度≤-0.8MPa条件下脱水1.5h；在85℃条件下加入甲苯二异氰酸酯、1,4-丁二醇和0.3份催化剂辛酸亚锡，反应4h；然后降温至60℃，加入14份N-乙基吡咯烷酮溶解的二羟甲基丙酸，保温反应5h，接着加入剩余的N-乙基吡咯烷酮；冷却至≤50℃后加入三乙胺反应10min；最后在200r/min的速度搅拌下加入去离子水，再加入乙二胺，搅拌得到聚氨酯乳液基体组分；
S2.分散剂的制备：先将十二酰单乙醇胺和液体石蜡搅拌混合10min，再添加丙烯酸树脂，继续搅拌40min，得到分散剂；
将7份分散剂和CeO2纳米棒混合并添加于聚氨酯乳液基体组分中，超声波搅拌25min，超声功率240W，频率30kHz；接着将剩下的分散剂和ZnO纳米粒子混合后继续添加，再超声波搅拌15min，超声功率240W，频率30kHz。
各组分含量如下表1所示。
实施例3
本申请公开了一种水性聚氨酯胶粘剂，原料包括如下组分：乙二酸丁二醇酯；甲苯二异氰酸酯；1,4-丁二醇；二羟甲基丙酸；三乙胺；乙二胺；N-乙基吡咯烷酮；ZnO纳米粒子；CeO2纳米棒；分散剂；去离子水；其中分散剂包括9份液体石蜡、1.5份十二酰单乙醇胺和0.4份丙烯酸树脂。
水性聚氨酯胶粘剂的制备方法包括如下步骤：
S1.首先将乙二酸丁二醇酯在110℃，真空度≤-0.8MPa条件下脱水1.2h；在83℃条件下加入甲苯二异氰酸酯、1,4-丁二醇和0.3份催化剂辛酸亚锡，反应3.5h；然后降温至57℃，加入10份N-乙基吡咯烷酮溶解的二羟甲基丙酸，保温反应4.5h，接着加入剩余的N-乙基吡咯烷酮；冷却至≤50℃后加入三乙胺反应9min；最后在150r/min的速度搅拌下加入去离子水，再加入乙二胺，搅拌得到聚氨酯乳液基体组分；
S2.分散剂的制备：先将十二酰单乙醇胺和液体石蜡搅拌混合9min，再添加丙烯酸树脂，继续搅拌35min，得到分散剂；
将7份分散剂和CeO2纳米棒混合并添加于聚氨酯乳液基体组分中，超声波搅拌23min，超声功率200W，频率25kHz；接着将剩下的分散剂和ZnO纳米粒子混合后继续添加，再超声波搅拌12min，超声功率200W，频率25kHz。
各组分含量如下表1所示。
实施例4
本申请公开了一种水性聚氨酯胶粘剂，原料包括如下组分：乙二酸丁二醇酯；甲苯二异氰酸酯；1,4-丁二醇；二羟甲基丙酸；三乙胺；乙二胺；N-乙基吡咯烷酮；ZnO纳米粒子；CeO2纳米棒；分散剂；去离子水；木质素；甲基丙烯缩水甘油酯；其中分散剂包括8份液体石蜡、1份十二酰单乙醇胺和0.3份丙烯酸树脂。
水性聚氨酯胶粘剂的制备方法包括如下步骤：
S1.首先将乙二酸丁二醇酯在100℃，真空度≤-0.8MPa条件下脱水1h；在80℃条件下加入甲苯二异氰酸酯、1,4-丁二醇和0.2份催化剂辛酸亚锡，反应3h；然后降温至55℃，加入7份N-乙基吡咯烷酮溶解的二羟甲基丙酸，保温反应4h，接着加入剩余的N-乙基吡咯烷酮；冷却至≤50℃后加入三乙胺反应8min；最后在100r/min的速度搅拌下加入去离子水，再加入乙二胺，搅拌得到聚氨酯乳液基体组分；再加入甲基丙烯缩水甘油酯，升温至60℃，搅拌反应40min；
S2.分散剂的制备：将十二酰单乙醇胺和液体石蜡搅拌混合8min，然后加入丙烯酸树脂和木质素混合搅拌20min，最后将两个混合物共混，继续搅拌30min，得到分散剂；
将6份分散剂和CeO2纳米棒混合并添加于S1得到的组分中，超声波搅拌20min，超声功率180W，频率20kHz；接着将剩下的分散剂和ZnO纳米粒子混合后继续添加，再超声波搅拌10min，超声功率180W，频率20kHz。
各组分含量如下表1所示。
实施例5
本申请公开了一种水性聚氨酯胶粘剂，原料包括如下组分：乙二酸丁二醇酯；甲苯二异氰酸酯；1,4-丁二醇；二羟甲基丙酸；三乙胺；乙二胺；N-乙基吡咯烷酮；ZnO纳米粒子；CeO2纳米棒；分散剂；去离子水；木质素；甲基丙烯缩水甘油酯；其中分散剂包括10份液体石蜡、2份十二酰单乙醇胺和0.4份丙烯酸树脂。
水性聚氨酯胶粘剂的制备方法包括如下步骤：
S1.首先将乙二酸丁二醇酯在120℃，真空度≤-0.8MPa条件下脱水1.5h；在85℃条件下加入甲苯二异氰酸酯、1,4-丁二醇和0.3份催化剂辛酸亚锡，反应4h；然后降温至60℃，加入14份N-乙基吡咯烷酮溶解的二羟甲基丙酸，保温反应5h，接着加入剩余的N-乙基吡咯烷酮；冷却至≤50℃后加入三乙胺反应10min；最后在200r/min的速度搅拌下加入去离子水，再加入乙二胺，搅拌得到聚氨酯乳液基体组分；再加入甲基丙烯缩水甘油酯，升温至65℃，搅拌反应50min；
S2.分散剂的制备：将十二酰单乙醇胺和液体石蜡搅拌混合10min，然后加入丙烯酸树脂和木质素混合搅拌30min，最后将两个混合物共混，继续搅拌40min，得到分散剂；
将7份分散剂和CeO2纳米棒混合并添加于S1得到的组分中，超声波搅拌25min，超声功率240W，频率30kHz；接着将剩下的分散剂和ZnO纳米粒子混合后继续添加，再超声波搅拌15min，超声功率240W，频率30kHz。
各组分含量如下表1所示。
实施例6
本申请公开了一种水性聚氨酯胶粘剂，原料包括如下组分：乙二酸丁二醇酯；甲苯二异氰酸酯；1,4-丁二醇；二羟甲基丙酸；三乙胺；乙二胺；N-乙基吡咯烷酮；ZnO纳米粒子；CeO2纳米棒；分散剂；去离子水；木质素；甲基丙烯缩水甘油酯；其中分散剂包括9份液体石蜡、1.5份十二酰单乙醇胺和0.4份丙烯酸树脂。
水性聚氨酯胶粘剂的制备方法包括如下步骤：
S1.首先将乙二酸丁二醇酯在110℃，真空度≤-0.8MPa条件下脱水1.2h；在83℃条件下加入甲苯二异氰酸酯、1,4-丁二醇和0.3份催化剂辛酸亚锡，反应3.5h；然后降温至57℃，加入10份N-乙基吡咯烷酮溶解的二羟甲基丙酸，保温反应4.5h，接着加入剩余的N-乙基吡咯烷酮；冷却至≤50℃后加入三乙胺反应9min；最后在150r/min的速度搅拌下加入去离子水，再加入乙二胺，搅拌得到聚氨酯乳液基体组分；再加入甲基丙烯缩水甘油酯，升温至63℃，搅拌反应45min；
S2.分散剂的制备：将十二酰单乙醇胺和液体石蜡搅拌混合9min，然后加入丙烯酸树脂和木质素混合搅拌25min，最后将两个混合物共混，继续搅拌35min，得到分散剂；
将7份分散剂和CeO2纳米棒混合并添加于S1得到的组分中，超声波搅拌23min，超声功率200W，频率25kHz；接着将剩下的分散剂和ZnO纳米粒子混合后继续添加，再超声波搅拌12min，超声功率200W，频率25kHz。
各组分含量如下表1所示。
实施例7
与实施例1的区别在于，水性聚氨酯胶粘剂的原料还包括木质素，各组分含量如下表2所示。
实施例8
与实施例7的区别在于，将木质素替换为小分子的丙三醇，各组分含量如下表2所示。
实施例9
与实施例7的区别在于，将丙烯酸树脂替换为聚酰亚胺树脂，各组分含量如下表2所示。
实施例10
与实施例8的区别在于，将丙烯酸树脂替换为聚酰亚胺树脂，各组分含量如下表2所示。
实施例11
与实施例7的区别在于，水性聚氨酯胶粘剂的原料还包括甲基丙烯缩水甘油酯，各组分含量如下表2所示。
实施例12
与实施例11的区别在于，将甲基丙烯缩水甘油酯替换为甘油，各组分含量如下表2所示。
实施例13
与实施例10的区别在于，水性聚氨酯胶粘剂的原料还包括甲基丙烯缩水甘油酯，各组分含量如下表2所示。
实施例14
与实施例1的区别在于，丙烯酸树脂和木质素的重量份数比为1:4，各组分含量如下表2所示。
实施例15
与实施例1的区别在于，将分散剂替换为月桂醇聚醚。
实施例16
与实施例1的区别在于，将十二酰单乙醇胺替换为甲胺。
实施例17
与实施例16的区别在于，将丙烯酸树脂替换为聚酰亚胺树脂。
对比例
对比例1
与实施例1的区别在于，聚氨酯胶粘剂的原料仅包括乙二酸丁二醇酯；甲苯二异氰酸酯；1,4-丁二醇；二羟甲基丙酸；三乙胺；乙二胺；N-乙基吡咯烷酮；去离子水；各组分含量如下表1所示。
对比例2
与实施例1的区别在于，将CeO2纳米棒替换为玻璃纤维，各组分含量如下表1所示。
对比例3
与对比例2的区别在于，将ZnO纳米粒子替换为SiO2纳米粒子，各组分含量如下表1所示。
表1 实施例1-6和对比例1-3的组分含量表
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 对比例1 对比例2 对比例3
乙二酸丁二醇酯 20 30 25 20 30 25 20 20 20
甲苯二异氰酸酯 7 8 7 7 8 7 7 7 7
1,4-丁二醇 0.5 0.8 0.6 0.5 0.8 0.6 0.5 0.5 0.5
二羟甲基丙酸 0.8 2 1.5 0.8 2 1.5 0.8 0.8 0.8
三乙胺 1 2 1.5 1 2 1.5 1 1 1
乙二胺 0.2 0.5 0.4 0.2 0.5 0.4 0.2 0.2 0.2
N-乙基吡咯烷酮 12 25 20 12 25 20 12 12 12
ZnO纳米粒子/SiO<sub>2</sub>纳米粒子 2 2.5 2.2 2 2.5 2.2 / 2 2
CeO<sub>2</sub>纳米棒/玻璃纤维 0.6 0.8 0.7 0.6 0.8 0.7 / 0.6 0.6
分散剂 10 12 11 10 12 11 / 10 10
去离子水 50 60 55 50 60 55 50 50 50
木质素/丙三醇 / / / 1 2 1.5 / / /
甲基丙烯缩水甘油酯/甘油 / / / 0.6 0.8 0.7 / / /
表2 实施例7-14的组分含量表
实施例7 实施例8 实施例9 实施例10 实施例11 实施例12 实施例13 实施例14
乙二酸丁二醇酯 20 20 20 20 20 20 20 20
甲苯二异氰酸酯 7 7 7 7 7 7 7 7
1,4-丁二醇 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
二羟甲基丙酸 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
三乙胺 1 1 1 1 1 1 1 1
乙二胺 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
N-乙基吡咯烷酮 12 12 12 12 12 12 12 12
ZnO纳米粒子 2 2 2 2 2 2 2 2
CeO<sub>2</sub>纳米棒 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
分散剂 10 10 10 10 10 10 10 10
去离子水 50 50 50 50 50 50 50 50
木质素/ 1 1 1 1 1 1 1 1
甲基丙烯缩水甘油酯 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
性能检测试验
测试方法：采用WE-100型液压式万能试验机按照GB7124-1986《胶粘剂拉伸剪切强度测定方法》测试室温剪切强度；剪切强度越大，则力学性能越好；测试结果如下表3所示。
表3 各实施例和对比例的性能测试结果表
剪切强度/MPa
实施例1 15.223
实施例2 16.839
实施例3 15.947
实施例4 21.341
实施例5 22.912
实施例6 22.078
实施例7 16.425
实施例8 15.640
实施例9 15.507
实施例10 15.028
实施例11 17.113
实施例12 16.338
实施例13 15.286
实施例14 16.029
实施例15 14.102
实施例16 14.548
实施例17 14.205
对比例1 10.256
对比例2 14.619
对比例3 14.337
综上所述，可以得出以下结论：
1.根据实施例1和实施例7-10并结合表3可知，本申请中，木质素和丙烯酸树脂之间对提高聚氨酯胶粘剂胶层的力学性能具有协同作用。
2.根据实施例1和实施例11-13并结合表3可知，甲基丙烯缩水甘油酯和木质素与丙烯酸树脂之间具有协同作用，三者的添加可提升聚氨酯胶粘剂的胶层的力学性能；其原因可能是，甲基丙烯缩水甘油酯，可提高木质素与丙烯酸树脂形成的网链分子的活动能力，同时还可改善分子交联状态的不均匀性，从而起增韧并改善力学性能的作用。
3.根据实施例1和实施例14并结合表3可知，当丙烯酸树脂和木质素的重量份数比为1:4，可较好地提升聚氨酯胶粘剂的力学性能。
4.根据实施例1和实施例15-17并结合表3可知，本申请以液体石蜡、十二酰单乙醇胺和丙烯酸树脂混合作为分散剂，相较于月桂醇聚醚单独添加而言，可有效改善得到的聚氨酯胶粘剂的力学性能。
5.根据实施例1和对比例1并结合表3可知，本申请的技术方案制得的聚氨酯胶粘剂具有更高的力学性能。
6.根据实施例1和对比例2-3并结合表3可知，本申请采用共同添加CeO2纳米棒和ZnO纳米粒子的技术方案，有助于提高聚氨酯胶粘剂的力学性能。
本具体实施方式仅仅是对本申请的解释，并非依此限制本申请的保护范围，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施方式做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于：原料包括如下重量份数的组分：
20-30份乙二酸丁二醇酯；
7-8份甲苯二异氰酸酯；
0.5-0.8份1,4-丁二醇；
0.8-2份二羟甲基丙酸；
1-2份三乙胺；
0.2-0.5份乙二胺；
12-25份N-乙基吡咯烷酮；
2-2.5份ZnO纳米粒子；
0.6-0.8份CeO2纳米棒；
10-12份分散剂；
50-60份去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于：所述分散剂包括如下重量份数的组分：
8-10份液体石蜡；
1-2份十二酰单乙醇胺；
0.3-0.4份丙烯酸树脂。
3.根据权利要求2所述的一种水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于：按重量份数计，所述原料还包括1-2份木质素。
4.根据权利要求3所述的一种水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于：所述分散剂的制备方法为：先将十二酰单乙醇胺和液体石蜡搅拌混合5-8min，再添加丙烯酸树脂，继续搅拌15-20min。
5.根据权利要求3所述的一种水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于：所述丙烯酸树脂和木质素的重量份数比为1:4。
6.根据权利要求3所述的一种水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于：按重量份数计，所述原料还包括0.6-0.8份甲基丙烯缩水甘油酯。
7.根据权利要求1所述的一种水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于：所述ZnO纳米粒子的平均粒径为20-30nm；所述CeO2纳米棒的平均长度为1-2μm。
8.根据权利要求1所述的一种水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，制备方法包括如下步骤：
S1.首先将乙二酸丁二醇酯在100-120℃，真空度≤-0.8MPa条件下脱水1-1.5h；在80-85℃条件下加入甲苯二异氰酸酯、1,4-丁二醇和0.2-0.3份催化剂，反应3-4h；然后降温至55-60℃，加入7-14份N-乙基吡咯烷酮溶解的二羟甲基丙酸，保温反应4-5h，接着加入剩余的N-乙基吡咯烷酮；冷却至≤50℃后加入三乙胺反应8-10min；最后在100-200r/min的速度搅拌下加入去离子水，再加入乙二胺，搅拌得到聚氨酯乳液基体组分；
S2.将6-7份分散剂和CeO2纳米棒混合并添加于聚氨酯乳液基体组分中，超声波搅拌20-25min，超声功率180-240W，频率20-30kHz；接着将剩下的分散剂和ZnO纳米粒子混合后继续添加，再超声波搅拌10-15min，超声功率180-240W，频率20-30kHz。
9.根据权利要求8所述的一种水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，制备方法还包括如下步骤：
分散剂的制备：将1-2份十二酰单乙醇胺和8-10份液体石蜡搅拌混合5-8min，然后将0.3-0.4份丙烯酸树脂和1-2份木质素混合搅拌10-15min，最后将两个混合物共混，继续搅拌20-25min，得到分散剂；
在S1得到聚氨酯基体组分后，再加入0.6-0.8份甲基丙烯缩水甘油酯，升温至60-65℃，搅拌反应40-50min；然后再进行S2。
CN202110788176.8A 2021-07-13 2021-07-13 一种水性聚氨酯胶粘剂 Pending CN113583609A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110788176.8A CN113583609A (zh) 2021-07-13 2021-07-13 一种水性聚氨酯胶粘剂

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110788176.8A CN113583609A (zh) 2021-07-13 2021-07-13 一种水性聚氨酯胶粘剂

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113583609A true CN113583609A (zh) 2021-11-02

Family

ID=78247104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110788176.8A Pending CN113583609A (zh) 2021-07-13 2021-07-13 一种水性聚氨酯胶粘剂

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113583609A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105482761A (zh) * 2015-12-29 2016-04-13 安徽安大华泰新材料有限公司 一种高性能改性聚氨酯胶黏剂
CN106753186A (zh) * 2016-12-16 2017-05-31 吴中区穹窿山天仲高分子材料技术研究所 一种环保型水性胶粘剂及其制备方法
WO2020048040A1 (zh) * 2018-09-03 2020-03-12 万华化学集团股份有限公司 一种水性聚氨酯-聚醋酸乙烯酯树脂及其制备方法和应用
CN111040426A (zh) * 2019-12-27 2020-04-21 安徽匠星联创新材料科技有限公司 一种纳米氧化锌改性水性聚氨酯乳液及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105482761A (zh) * 2015-12-29 2016-04-13 安徽安大华泰新材料有限公司 一种高性能改性聚氨酯胶黏剂
CN106753186A (zh) * 2016-12-16 2017-05-31 吴中区穹窿山天仲高分子材料技术研究所 一种环保型水性胶粘剂及其制备方法
WO2020048040A1 (zh) * 2018-09-03 2020-03-12 万华化学集团股份有限公司 一种水性聚氨酯-聚醋酸乙烯酯树脂及其制备方法和应用
CN111040426A (zh) * 2019-12-27 2020-04-21 安徽匠星联创新材料科技有限公司 一种纳米氧化锌改性水性聚氨酯乳液及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108504250B (zh) 一种环氧树脂复合耐磨涂层及其制备方法
CN101050344A (zh) 一种纳米交联橡胶微粉改性环氧胶粘剂及制备方法
CN111087633B (zh) 一种耐电晕聚酰亚胺薄膜及其制备方法
JP5789297B2 (ja) エポキシ樹脂の組成物、硬化物およびその調製方法
JPH075708B2 (ja) 一液性エポキシ樹脂用マスターバッチ型硬化剤
CN102888161A (zh) 环保水性高附着力pet预涂层涂料组合物及制备、用途
CN101343514A (zh) 金属板材专用粘合胶及其制备方法
CN101928539A (zh) 一种耐高温单组分环氧结构胶及其制备方法和使用方法
CN105602504A (zh) 一种导电银胶及其制备方法
CN113549385B (zh) 一种水性防静电环氧地坪漆及其制备方法
CN113583609A (zh) 一种水性聚氨酯胶粘剂
CN113527839B (zh) 一种高模量纳米杂化树脂及其制备方法
CN102504742B (zh) 一种室温快速固化粘接胶
CN109824980B (zh) 一种还原氧化石墨烯改性竹纤维/聚丙烯复合材料的制备方法
CN111100505A (zh) 三元氯醋树脂环氧基导电油墨
WO2023061354A1 (zh) 一种高分子复合材料添加剂及其应用
CN111574953A (zh) 一种耐高温蜂窝芯条胶、制备方法及其应用
CN110684494A (zh) 一种燃料电池双极板粘接用导电胶及其制备方法
CN107674626B (zh) 一种高触变型透明云石胶及其制备方法
CN113416383B (zh) 柔性线型高分子及无机纳米颗粒复合改性的氧化石墨烯-环氧树脂复合材料及其制备方法
CN113789034B (zh) 一种低放热量环氧树脂组合物及其制备方法
CN112280293B (zh) 一种热熔环氧树脂组合物、制备方法及其热熔预浸料
CN110358057B (zh) 一种水性环氧树脂固化剂及其制备方法
CN114836127B (zh) 一种高韧性的聚硅氧烷复合涂料及其制备方法
CN115322385B (zh) 一种多支化多官能团乳化剂及其制备方法和应用

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20211102

RJ01 Rejection of invention patent application after publication