CN113652192A - 一种pu胶黏剂的制备方法、pu胶黏剂及其应用于epdm粘结的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种PU胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：S1、将聚醚多元醇、聚烯烃多元醇、溶剂混合，再加入脱水剂，得到第一混合溶液；S2、将第一混合溶液与多异氰酸酯混合，摇匀后混合不少于8h，再在常温密闭环境下反应48‑72h，得到PU胶黏剂。本发明所提供的一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂的制备方法、PU胶黏剂及其应用于EPDM粘结的方法，通过多元醇组分中极性和非极性的选择与匹配，再与多异氰酸酯反应，制备出一种极性较低的PU胶黏剂，该PU胶黏剂能够与低极性的EPDM相匹配，从而实现EPDM的自粘或互粘，不需要用到现有技术中的表面处理的方法，本发明的方法、工艺简单，粘结性能更可靠。

Description

一种PU胶黏剂的制备方法、PU胶黏剂及其应用于EPDM粘结的 方法

技术领域

本发明涉及聚氨酯胶黏剂领域，尤其涉及一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂的制备方法、PU胶黏剂及其应用于EPDM粘结的方法。

背景技术

三元乙丙橡胶(EPDM)是乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物，EPDM 主链是完全饱和的，这个特性使得三元乙丙可以抵抗热、光、氧气、尤其是臭氧。由于EPDM缺乏极性，对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐性。在汽车、建筑及电子行业等得到广泛应用。

但是EPDM由于分子结构缺少活性基团，内聚能低，加上胶料易于喷霜，自粘性和互粘性很差。为满足EPDM的粘接性，必须对EPDM表面进行表面处理，表面处理通常分为两大类：(1)物理处理：机械打磨增加表面积；电晕或等离子处理增加EPDM表面张力，两者均需要投资相关设备，成本较高；(2) 化学处理：化学氧化处理，常用三氯异氰酸脲溶液，气味大，危害健康；底涂法，常用氯化聚烯烃溶液，成本高，耐温等级低。

现有技术中，聚氨酯胶黏剂通常是由聚酯、聚醚、异氰酸酯聚合而成，属高极性胶黏剂，如果应用于EPDM粘接时，必须通过物理或化学方法提高 EPDM极性，只有两者的极性相互匹配了，才能获得良好的粘接效果。

针对以上问题,我们亟需要研究出一种成本低、工艺简单、低极性的PU胶黏剂，其可以直接应用于EPDM粘结，粘结性能更为可靠。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂的制备方法、 PU胶黏剂及其应用于EPDM粘结的方法，能够直接应用于EPDM的自粘和互粘，工艺简单，粘结性能可靠、极性匹配。

本发明的第一个目的在于提供一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、将聚醚多元醇、聚烯烃多元醇、溶剂混合，再加入脱水剂，得到第一混合溶液；

S2、将第一混合溶液与多异氰酸酯混合，摇匀后混合不少于8h，再在常温密闭环境下反应48-72h，得到所述PU胶黏剂。

具体地，所述制备方法的原料添加份数如下：所述聚醚多元醇60-80份、所述聚烯烃多元醇80-120份、溶剂200-400份、脱水剂1-3份、多异氰酸酯 80-120份。

具体地，所述PU胶黏剂的固含量大于40％，粘度为100-400cps。本发明在具体实施时，首先对制备出来的胶黏剂进行固含量的理论计算及粘度检测，然后再通过向制备出来的胶黏剂中添加有机溶剂来调整粘度，以满足固含量与粘度的设计要求。

优选地，用来调整粘度的有机溶剂选用乙酸乙酯。

具体地，所述聚醚多元醇为选自聚醚二元醇、聚醚三元醇中的至少一种；所述聚烯烃多元醇为选自聚丁二烯多元醇中的至少一种。

优选地，所述聚醚多元醇选用上海高桥石化的GE210、GE303；所述聚烯烃多元醇选用法国Cray Valley公司供应的Poly bd R-45M。

具体地，步骤S1中，所述溶剂为选自乙酸乙酯、乙酸丁酯中的至少一种。

优选地，所述乙酸乙酯和所述乙酸丁酯均为氨酯级溶剂。

具体地，所述脱水剂为选自原甲酸三乙酯、对甲基苯磺酰异氰酸酯中的至少一种。

优选地，当脱水剂选用原甲酸三乙酯，选用德国Brochers的Additive OF；当脱水剂选用对甲基苯磺酰异氰酸酯，选用德国Brochers公司供应的 Additive TI。

具体地，所述多异氰酸酯的NCO与、所述聚醚多元醇和聚烯烃多元醇的总OH的摩尔比，即NCO/OH的摩尔比为(2-3):1。

具体地，S2中，所述多异氰酸酯选用液化MDI，通过摇匀机混合均匀，且连续摇匀混合不少于8h。

优选地，液化MDI选用烟台万华供应的MDI-50。

本发明的第二个目的在于一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂，采用如上所述制备方法制备得到，所述PU胶黏剂的固含量大于40％，粘度为 100-400cps。

本发明的第三个目的在于提供一种PU胶黏剂用于EPDM粘结的方法，包括如下步骤：

(1)将EPDM海绵、丁腈橡胶分别用清洗溶剂擦洗，待用；

(2)将如权利要求9所述PU胶黏剂分别涂覆于上述待用的EPDM海绵、丁腈橡胶的粘接面上，常温放置；

(3)将上述涂覆了PU胶黏剂的EPDM海绵胶面与丁腈橡胶胶面对准复合，置于热压机中进行热压，得到粘附有EPDM海绵的丁腈橡胶。

具体地，所述清洗溶剂包括异丙醇、乙酸乙酯和丁酮中的至少一种。

本发明所提供的一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂的制备方法、PU胶黏剂及其应用于EPDM粘结的方法，通过多元醇组分中极性和非极性的选择与匹配，再与多异氰酸酯反应，制备出一种极性较低的PU胶黏剂，该PU胶黏剂能够与低极性的EPDM相匹配，从而实现EPDM的自粘或互粘，不需要用到现有技术中的表面处理的方法，本发明的方法、工艺简单，粘结性能更可靠。

具体实施方式

为了解决现有技术中，EPDM由于分子结构缺少活性基团，内聚能低，加上胶料易于喷霜，自粘性和互粘性很差。为满足EPDM的粘接性，必须对EPDM 表面进行表面处理，常用物理处理或者化学处理的方法，物理处理需要投资相关设备，成本较高；化学处理气味大，危害健康。从而急需要寻找一种工艺简单、安全且成本低的处理方法。

现有技术中，聚氨酯胶黏剂通常是由聚酯、聚醚、异氰酸酯聚合而成，属高极性胶黏剂，如果应用于EPDM粘接时，必须通过物理或化学方法提高 EPDM极性，只有两者的极性相互匹配了，才能获得良好的粘接效果。因此我们亟需要研究出一种成本低、工艺简单、低极性的PU胶黏剂，其可以直接应用于EPDM粘结，粘结性能更为可靠。

本发明提供一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、将60-80份聚醚多元醇、80-120份聚烯烃多元醇、200-400份溶剂混合，再加入1-3份脱水剂，得到第一混合溶液；

S2、将第一混合溶液与80-120份多异氰酸酯混合，通过摇匀机混合均匀，且连续摇匀混合不少于8h；再在常温密闭环境下反应48-72h，得到PU胶黏剂。

为了适应本发明中EPDM的自粘和互粘，PU胶黏剂的固含量大于40％，粘度为100-400cps。本发明在具体实施时，首先对制备出来的胶黏剂进行固含量的理论计算及粘度检测，然后再通过向制备出来的胶黏剂中添加有机溶剂来调整粘度，以满足固含量与粘度的设计要求。优选地，调整粘度的有机溶剂选用乙酸乙酯。

本发明中聚醚多元醇为选自聚醚二元醇、聚醚三元醇中的至少一种；聚烯烃多元醇为选自聚丁二烯多元醇中的至少一种。配方设计中，聚醚二元醇提供了柔韧性、聚醚三元醇提供了刚性及强度、聚烯烃多元醇提供低极性，三者协同配合、相辅相成，缺一不可。

优选地，聚醚多元醇选用上海高桥石化的GE210、GE303；聚烯烃多元醇选用法国Cray Valley公司供应的Poly bd R-45M。

步骤S1中，溶剂为选自乙酸乙酯、乙酸丁酯中的至少一种。优选地，本发明所选用的乙酸乙酯和乙酸丁酯均为氨酯级溶剂。

脱水剂为选自原甲酸三乙酯、对甲基苯磺酰异氰酸酯中的至少一种。

优选地，当脱水剂选用原甲酸三乙酯，选用德国Brochers的Additive OF；当脱水剂选用对甲基苯磺酰异氰酸酯，选用德国Brochers公司供应的 Additive TI。

本申请采用多种多元醇的复配，从而确保所形成的PU胶黏剂具有足够的机械强度和粘结稳定性；此外通过调节多异氰酸酯的NCO与聚醚多元醇和聚烯烃多元醇的总OH的摩尔比，即调节NCO/OH的摩尔比为(2-3):1，目的是为了让本申请中的多元醇和多异氰酸酯能够充分混合均匀，得到均匀的PU胶黏剂，有利于产品的储存稳定性。

多异氰酸酯选用液化MDI，如烟台万华提供的MDI-50。

本发明还提供一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂，采用上述制备方法制备得到，PU胶黏剂的固含量大于40％，粘度为100-400cps。

本发明还提供一种PU胶黏剂用于EPDM粘结的方法，包括如下步骤：

(1)将EPDM海绵、丁腈橡胶分别用清洗溶剂(丙醇、乙酸乙酯、丁酮中的一种或多种)擦洗，待用；

(2)将上述制备得到的PU胶黏剂分别涂覆于上述待用的EPDM海绵、丁腈橡胶的粘接面上，常温放置10min；

(3)将上述涂覆了PU胶黏剂的EPDM海绵胶面与丁腈橡胶胶面对准复合，置于热压机中进行热压，得到粘附有EPDM海绵的丁腈橡胶。

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明并不限于以下实施例。实施例中采用的实施条件可以根据具体使用的不同要求做进一步调整，未注明的实施条件为本行业中的常规条件。

实施例1

一、本实施例提供一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、将60份聚醚二元醇GE210、10份聚醚三元醇GE303、100份聚丁二烯二醇、250份混合溶剂(其中V(乙酸乙酯：乙酸丁酯)＝2：1)混合，再加入2份脱水剂Additive OF，混匀后静置过夜，得到第一混合溶液；

S2、将第一混合溶液与100份MDI-50混合，此时NCO/OH的摩尔比约为 2.7:1，通过摇匀机混合均匀，且连续摇匀混合8h，常温密闭环境下反应 48-72h，再添加溶剂乙酸乙酯，调整固含量到45％，粘度为180cps的PU胶黏剂。

二、本实施例还提供一种PU胶黏剂用于EPDM粘结的方法，包括如下步骤：

(1)将EPDM海绵(表面结皮)、丁腈橡胶(NBR)分别用异丙醇擦洗，待用；

(2)将上面制备得到的PU胶黏剂分别涂覆于上述待用的EPDM海绵、丁腈橡胶的粘接面上，常温放置10min；

(3)将上述涂覆了PU胶黏剂的EPDM海绵胶面与丁腈橡胶胶面对准复合，置于热压机中进行热压，温度设置为120度，压力为海绵压缩的三分之一，时间20min，再常温放置24h，得到粘附有EPDM海绵的丁腈橡胶。

实施例2：本实施例提供一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂的制备方法，其与实施例1基本相同，不同之处在于，S1步骤中加入50份聚醚二元醇 GE210、15份聚醚三元醇GE303、100份聚丁二烯二醇，此时NCO/OH的摩尔比为2.6:1。

实施例3本实施例提供一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂的制备方法，其与实施例1基本相同，不同之处在于，S1步骤中加入60份聚醚二元醇 GE210、10份聚醚三元醇GE303、120份聚丁二烯二醇，此时NCO/OH的摩尔比为2.5:1。

实施例4本实施例提供一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂的制备方法，其与实施例1基本相同，不同之处在于，S1步骤中加入50份聚醚二元醇 GE210、15份聚醚三元醇GE303、120份聚丁二烯二醇，此时NCO/OH的摩尔比为2.5:1。

实施例5本实施例提供一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂的制备方法，其与实施例1基本相同，不同之处在于，S2步骤中，将第一混合溶液与70份 MDI-50混合，此时NCO/OH的摩尔比为2:1。

实施例6本实施例提供一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂的制备方法，其与实施例1基本相同，不同之处在于，S2步骤中，将第一混合溶液与110 份MDI-50混合，此时NCO/OH的摩尔比为3:1。

对比例1本对比例提供一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂的制备方法，其与实施例1基本相同，不同之处在于，S1步骤中加入80份聚醚二元醇 GE210、20份聚醚三元醇GE303，没有添加聚丁二烯二醇，此时NCO/OH的摩尔比为2.4:1。

对比例2本对比例提供一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂的制备方法，其与实施例1基本相同，不同之处在于，S1步骤中加入100份聚醚二元醇 GE210、15份聚醚三元醇GE303，没有添加聚丁二烯二醇，此时NCO/OH的摩尔比为2.4:1。

对比例3本对比例提供一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂的制备方法，其与实施例1基本相同，不同之处在于，S2步骤中，将第一混合溶液与85份 MDI-50混合，此时NCO/OH的摩尔比为2:1。

对比例4本对比例提供一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂的制备方法，其与实施例1基本相同，不同之处在于，S2步骤中，将第一混合溶液与125 份MDI-50混合，此时NCO/OH的摩尔比为3:1。

下表为实施例1-6、对比例1-4制备的PU胶黏剂应用于EPDM粘结的性能表对比图：

本发明所提供的一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂的制备方法、PU胶黏剂及其应用于EPDM粘结的方法，通过多元醇组分中极性和非极性的选择与匹配，配方设计中，聚醚二元醇提供了柔韧性、聚醚三元醇提供了刚性及强度、聚烯烃多元醇提供低极性，三者协同配合、相辅相成，缺一不可。

以上三种多元醇再与多异氰酸酯反应，制备出一种极性较低的PU胶黏剂，该PU胶黏剂能够与低极性的EPDM相匹配，从而实现EPDM的自粘或互粘，不需要用到现有技术中的表面处理的方法，本发明的方法、工艺简单，粘结性能更可靠。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种PU胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将聚醚多元醇、聚烯烃多元醇、溶剂混合，再加入脱水剂，得到第一混合溶液；

S2、将第一混合溶液与多异氰酸酯混合，摇匀后混合不少于8h，再在常温密闭环境下反应48-72h，得到所述PU胶黏剂。

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述制备方法的原料添加份数如下：所述聚醚多元醇60-80份、所述聚烯烃多元醇80-120份、溶剂200-400份、脱水剂1-3份、多异氰酸酯80-120份。

3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述PU胶黏剂的固含量大于40％，粘度为100-400cps。

4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述聚醚多元醇为选自聚醚二元醇、聚醚三元醇中的至少一种；所述聚烯烃多元醇为选自聚丁二烯多元醇中的至少一种。

5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述溶剂为选自乙酸乙酯、乙酸丁酯中的至少一种。

6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述脱水剂为选自原甲酸三乙酯、对甲基苯磺酰异氰酸酯中的至少一种。

7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述多异氰酸酯的NCO与所述聚醚多元醇和聚烯烃多元醇的总OH的摩尔比，即NCO/OH的摩尔比为(2-3):1。

8.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：S2步骤中，所述多异氰酸酯选用液化MDI，且所述第一混合溶液与所述多异氰酸酯是通过摇匀机混合均匀。

9.一种应用于EPDM粘结的PU胶黏剂，其特征在于：采用如权利要求1-8任一所述制备方法制备得到，所述PU胶黏剂的固含量大于40％，粘度为100-400cps。

10.一种PU胶黏剂用于EPDM粘结的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将EPDM海绵、丁腈橡胶分别用清洗溶剂擦洗，待用；

(2)将如权利要求9所述PU胶黏剂分别涂覆于上述待用的EPDM海绵、丁腈橡胶的粘接面上，常温放置10min；

(3)将上述涂覆了PU胶黏剂的EPDM海绵胶面与丁腈橡胶胶面对准复合，置于热压机中进行热压，得到粘附有EPDM海绵的丁腈橡胶。