CN114133908A - 高强度快速固化聚氨酯粘合剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于聚氨酯粘合剂技术领域，具体的涉及一种高强度快速固化聚氨酯粘合剂及其制备方法。所述的聚氨酯粘合剂，原料由聚碳酸酯‑聚醚二元醇、聚醚多元醇DNT‑403A、聚醚多元醇DEP‑330N、二苯基甲烷二异氰酸酯、催化剂、溶剂、抗氧剂以及紫外线吸收剂组成。本发明所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂，具有粘结性能好，初粘强度高、耐酸、碱性好、力学性能好、可快速固化、操作简单、耐候性好，使用年限长的优点。本发明所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂的制备方法，简单易实施，制备得到的聚氨酯粘合剂的性能稳定。

Description

高强度快速固化聚氨酯粘合剂及其制备方法
技术领域
本发明属于聚氨酯粘合剂技术领域，具体的涉及一种高强度快速固化聚氨酯粘合剂及其制备方法。
背景技术
随着粘合剂应用领域的日益扩大，已经涉及到了许多特殊环境的应用，比如在水(海)上等特殊环境条件下，箱体、管路因老化、变形等原因易出现裂纹、孔洞等泄漏损伤，需要对损伤位置进行快速修补。由于极易受到气温变化严重，风吹雨淋等条件的影响，市场上许多现有的粘合剂产品不能保证良好的粘结性，且不能够快速的粘结固化。因此就需要一种可快速固化、操作简单和环境适应性强的粘合剂产品。
发明内容
本发明的目的是：提供一种高强度快速固化聚氨酯粘合剂。所述的聚氨酯粘合剂初粘强度高、耐酸、碱性好、力学性能好、可快速固化；本发明同时提供了其制备方法。
本发明所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂，以重量份数计，由以下原料组成：
Figure BDA0003408260380000011
其中：
聚碳酸酯-聚醚二元醇为一种2官能度，相对分子质量为2000的聚碳酸酯和聚醚的无规嵌段共聚物。由于这种独特的结构使得聚氨酯粘合剂具有碳酸酯键的高强度、高耐磨、高耐候性和醚键的柔韧性和流动性。
所述的聚碳酸酯-聚醚二元醇的制备方法为：将环氧丙烷、锌钴双金属氰化络合物、己二酸和二氧化碳导入预混罐中进行预混，预混压力为0.5～1.0MPa，温度为10～30℃，预混时间为1～3小时，然后导入管道化连续反应器中形成共聚反应体系，反应压力为3～5MPa，反应温度为80～100℃，在管道化连续反应器中进行聚合反应3～5小时，经冷却、分离制备得到聚碳酸酯-聚醚二元醇。
其中：
锌钴双金属氰化络合物的生产厂家为淮安巴德聚氨酯科技有限公司。
环氧丙烷、己二酸、二氧化碳的摩尔比为80:1:10，锌钴双金属氰化络合物浓度为原料的0.1-0.3wt％。
选用二苯基甲烷二异氰酸酯使得最终制备的聚氨酯粘合剂的固化速度快，机械性能好。
聚醚多元醇DEP-330N的官能度为3，分子量为4800，生产厂家为淄博德信联邦化学工业有限公司；聚醚多元醇DEP-330N的添加使得最终制备的聚氨酯粘合剂具有很好的弹性。
采用这类多元醇做的制品弹性好。
聚醚多元醇DNT-403A的官能度为4，分子量为300，羟值为770mgKOH/g，生产厂家为淄博德信联邦化学工业有限公司；聚醚多元醇DNT-403A的添加使得最终制备的聚氨酯粘合剂初粘性高。
催化剂为辛酸亚锡T-9、二月桂酸二丁基锡T-12或三亚乙基二胺的一种。
溶剂为碳酸丙烯酯。
抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024或抗氧剂168的一种。
紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-1、紫外线吸收剂UV-9或紫外线吸收剂UV-539的一种。
本发明所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂的制备方法，将聚碳酸酯-聚醚二元醇、聚醚多元醇DNT-403A以及聚醚多元醇DEP-330N首先在100～120℃抽真空脱水1.5～2.0h，降温至45～55℃后加入计量的二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至80～90℃反应2.5～3h合成NCO含量为8～15％的预聚体，然后降温至50～70℃加入催化剂、溶剂、抗氧剂和紫外线吸收剂反应1～1.5h即可制得高强度快速固化聚氨酯粘合剂。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂，具有粘结性能好，初粘强度高、耐酸、碱性好、力学性能好、可快速固化、操作简单、耐候性好，使用年限长的优点。
(2)本发明所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂的制备方法，简单易实施，制备得到的聚氨酯粘合剂的性能稳定。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本实施例1所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂，以重量份数计，由以下原料组成：
Figure BDA0003408260380000031
其中：
聚碳酸酯-聚醚二元醇为一种2官能度，相对分子质量为2000的聚碳酸酯和聚醚的无规嵌段共聚物。
聚醚多元醇DEP-330N由淄博德信联邦化学工业有限公司生产的3官能度，分子量4800的聚醚多元醇，采用这类多元醇做的制品弹性好。
聚醚多元醇DNT-403A由淄博德信联邦化学工业有限公司生产的4官能度，羟值770mgKOH/g，分子量300的聚醚多元醇，用这类聚醚多元醇多元醇使得制品的初粘性高。
本实施例1所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将环氧丙烷、锌钴双金属氰化络合物、己二酸和二氧化碳导入预混罐中进行预混，预混压力为1MPa，温度为20℃，预混时间为2小时，然后导入管道化连续反应器中形成共聚反应体系，反应压力为5MPa，反应温度为100℃，在管道化连续反应器中进行聚合反应5小时，得到包含所述聚碳酸酯-聚醚二元醇。
其中：
锌钴双金属氰化络合物的生产厂家为淮安巴德聚氨酯科技有限公司。
环氧丙烷、己二酸、二氧化碳的摩尔比为80:1:10，锌钴双金属氰化络合物浓度为原料的0.1wt％。
(2)将聚碳酸酯-聚醚二元醇、聚醚多元醇DNT-403A以及聚醚多元醇DEP-330N首先在120℃抽真空脱水2.0h，降温至45℃后加入计量的二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至90℃反应3h合成NCO含量为12％的预聚体，然后降温至70℃加入辛酸亚锡T-9、碳酸丙烯酯、抗氧剂1010和紫外线吸收剂UV-539反应1h即可制得高强度快速固化聚氨酯粘合剂。
实施例2
本实施例2所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂，以重量份数计，由以下原料组成：
Figure BDA0003408260380000032
Figure BDA0003408260380000041
其中：
聚碳酸酯-聚醚二元醇为一种2官能度，相对分子质量为2000的聚碳酸酯和聚醚的无规嵌段共聚物。
聚醚多元醇DEP-330N由淄博德信联邦化学工业有限公司生产的3官能度，分子量4800的聚醚多元醇，采用这类多元醇做的制品弹性好。
聚醚多元醇DNT-403A由淄博德信联邦化学工业有限公司生产的4官能度，羟值770mgKOH/g，分子量300的聚醚多元醇，用这类聚醚多元醇多元醇使得制品的初粘性高。
本实施例2所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将环氧丙烷、锌钴双金属氰化络合物、己二酸和二氧化碳导入预混罐中进行预混，预混压力为0.8MPa，温度为30℃，预混时间为2小时，然后导入管道化连续反应器中形成共聚反应体系，反应压力为4MPa，反应温度为100℃，在管道化连续反应器中进行聚合反应5小时，得到包含所述聚碳酸酯-聚醚二元醇。
其中：
锌钴双金属氰化络合物的生产厂家为淮安巴德聚氨酯科技有限公司。
环氧丙烷、己二酸、二氧化碳的摩尔比为80:1:10，锌钴双金属氰化络合物浓度为原料的0.2wt％。
(2)将聚碳酸酯-聚醚二元醇、聚醚多元醇DNT-403A以及聚醚多元醇DEP-330N首先在120℃抽真空脱水2.0h，降温至45℃后加入计量的二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至90℃反应3h合成NCO含量为13％的预聚体，然后降温至60℃加入二月桂酸二丁基锡T-12、碳酸丙烯酯、抗氧剂1024和紫外线吸收剂UV-9反应1.2h即可制得高强度快速固化聚氨酯粘合剂。
实施例3
本实施例3所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂，以重量份数计，由以下原料组成：
Figure BDA0003408260380000042
Figure BDA0003408260380000051
其中：
聚碳酸酯-聚醚二元醇为一种2官能度，相对分子质量为2000的聚碳酸酯和聚醚的无规嵌段共聚物。
聚醚多元醇DEP-330N由淄博德信联邦化学工业有限公司生产的3官能度，分子量4800的聚醚多元醇，采用这类多元醇做的制品弹性好。
聚醚多元醇DNT-403A由淄博德信联邦化学工业有限公司生产的4官能度，羟值770mgKOH/g，分子量300的聚醚多元醇，用这类聚醚多元醇多元醇使得制品的初粘性高。
本实施例3所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将环氧丙烷、锌钴双金属氰化络合物、己二酸和二氧化碳导入预混罐中进行预混，预混压力为0.5MPa，温度为10℃，预混时间为1小时，然后导入管道化连续反应器中形成共聚反应体系，反应压力为4MPa，反应温度为80℃，在管道化连续反应器中进行聚合反应4小时，得到包含所述聚碳酸酯-聚醚二元醇。
其中：
锌钴双金属氰化络合物的生产厂家为淮安巴德聚氨酯科技有限公司。
环氧丙烷、己二酸、二氧化碳的摩尔比为80:1:10，锌钴双金属氰化络合物浓度为原料的0.3wt％。
(2)将聚碳酸酯-聚醚二元醇、聚醚多元醇DNT-403A以及聚醚多元醇DEP-330N首先在110℃抽真空脱水2.0h，降温55℃后加入计量的二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至80℃反应2.5h合成NCO含量为8％的预聚体，然后降温至50℃加入辛酸亚锡T-9、碳酸丙烯酯、抗氧剂1010、紫外线吸收剂UV-539反应1.5h即可制得高强度快速固化聚氨酯粘合剂。
对比例1
本对比例1所述的聚氨酯粘合剂，以重量份数计，由以下原料组成：
Figure BDA0003408260380000052
Figure BDA0003408260380000061
聚醚多元醇DDL-2000D的官能度为2、分子量为2000，生产厂家为淄博德信联邦化学工业有限公司。
本对比例1所述的聚氨酯粘合剂的制备方法，由以下步骤组成：将聚醚多元醇DDL-2000D和聚醚多元醇DEP-330N首先在120℃抽真空脱水2.0h，降温至45℃后加入计量的二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至90℃反应3h合成NCO含量为8％的预聚体，然后降温至60℃加入辛酸亚锡T-9、碳酸二甲酯、抗氧剂1010、紫外线吸收剂UV-539反应1h即可制得聚氨酯粘合剂。
对比例2
本对比例2所述的聚氨酯粘合剂，以重量份数计，由以下原料组成：
Figure BDA0003408260380000062
本对比例2所述的聚氨酯粘合剂的制备方法，由以下步骤组成：将聚醚多元醇DNT-403A和聚醚多元醇DEP-330N首先在120℃抽真空脱水2.0h，降温至45℃后加入计量的二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至90℃反应3h合成NCO含量为8％的预聚体，然后降温至60℃加入辛酸亚锡T-9、碳酸二甲酯、抗氧剂1010、紫外线吸收剂UV-539反应1h即可制得聚氨酯粘合剂。
对比例3
本对比例3所述的聚氨酯粘合剂，以重量份数计，由以下原料组成：
Figure BDA0003408260380000063
Figure BDA0003408260380000071
其中：聚碳酸酯-聚醚二元醇的制备方法与实施例1相同。
本对比例3所述的聚氨酯粘合剂的制备方法，由以下步骤组成：将聚碳酸酯-聚醚二元醇和聚醚多元醇DNT-403A首先在120℃抽真空脱水2.0h，降温至45℃后加入计量的二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至90℃反应3h合成NCO含量为8％的预聚体，然后降温至60℃加入辛酸亚锡T-9、碳酸二甲酯、抗氧剂1010、紫外线吸收剂UV-539反应1h即可制得聚氨酯粘合剂。
对实施例1-3和对比例1-3制备的聚氨酯粘合剂进行性能测试，结果如下表1所示：
表1聚氨酯粘合剂性能测试结果
Figure BDA0003408260380000072
注：耐酸碱性按GB/T 13353-92标准，选用10％硫酸溶液和10％氢氧化钠溶液，样品分别浸泡7d后取出，检测各项力学性能。

Claims (10)

1.一种高强度快速固化聚氨酯粘合剂，其特征在于：以重量份数计，由以下原料组成：
Figure FDA0003408260370000011
2.根据权利要求1所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂，其特征在于：聚碳酸酯-聚醚二元醇为一种2官能度，相对分子质量为2000的聚碳酸酯和聚醚的无规嵌段共聚物。
3.根据权利要求1或2任一所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂，其特征在于：所述的聚碳酸酯-聚醚二元醇的制备方法为：将环氧丙烷、锌钴双金属氰化络合物、己二酸和二氧化碳导入预混罐中进行预混，预混压力为0.5～1.0MPa，温度为10～30℃，预混时间为1～3小时，然后导入管道化连续反应器中形成共聚反应体系，反应压力为3～5MPa，反应温度为80～100℃，在管道化连续反应器中进行聚合反应3～5小时，经冷却、分离制备得到聚碳酸酯-聚醚二元醇。
4.根据权利要求3所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂，其特征在于：环氧丙烷、己二酸、二氧化碳的摩尔比为80:1:10，锌钴双金属氰化络合物浓度为原料的0.1-0.3wt％。
5.根据权利要求1所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂，其特征在于：聚醚多元醇DEP-330N的官能度为3，分子量为4800。
6.根据权利要求1所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂，其特征在于：聚醚多元醇DNT-403A的官能度为4，分子量为300，羟值为770mgKOH/g。
7.根据权利要求1所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂，其特征在于：催化剂为辛酸亚锡T-9、二月桂酸二丁基锡T-12或三亚乙基二胺的一种。
8.根据权利要求1所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂，其特征在于：溶剂为碳酸丙烯酯。
9.根据权利要求1所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂，其特征在于：抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024或抗氧剂168的一种；紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-1、紫外线吸收剂UV-9或紫外线吸收剂UV-539的一种。
10.一种权利要求1所述的高强度快速固化聚氨酯粘合剂的制备方法，其特征在于：将聚碳酸酯-聚醚二元醇、聚醚多元醇DNT-403A以及聚醚多元醇DEP-330N首先在100～120℃抽真空脱水1.5～2.0h，降温至45～55℃后加入计量的二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至80～90℃反应2.5～3h合成NCO含量为8～15％的预聚体，然后降温至50～70℃加入催化剂、溶剂、抗氧剂和紫外线吸收剂反应1～1.5h即可制得高强度快速固化聚氨酯粘合剂。
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