CN114292616B - 聚氨酯类树脂粘合剂 - Google Patents
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Abstract
一种聚氨酯类树脂粘合剂，包括通过异氰酸酯和脂环族环氧树脂反应获得的聚氨酯树脂；氧化铜改性炭黑、催化剂和阻聚剂；氧化铜改性炭黑用于紫外线的屏蔽、吸收，以及辅助胶黏。其通过加入氧化铜改性炭黑作为防老化剂，通过炭黑减少紫外线的透射，由氧化铜通过光热转换的方式释放吸收的紫外线的能量；氧化铜改性炭黑，球磨降低纳米氧化铜和纳米炭黑间的界面张力，提高后期光热转换的效率，同时降低紫外光照射下氧化铜和炭黑反应的吸热难度。使得氧化铜的光热转换兼具物理和化学方式，其中的化学方式为氧化铜和炭黑反应过程中的吸热和放热。且氧化铜和炭黑作为纳米颗粒分散于粘合剂中，增加了比表面积，提高了粘合剂的胶黏性，提高胶黏强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种粘合剂，具体涉及一种聚氨酯类树脂粘合剂。
背景技术
聚氨酯粘合剂是目前正在迅猛发展的聚氨酯树脂中的一个重要组成部分，具有优异的性能，在许多方面都得到了广泛的应用，是八大合成胶粘剂中的重要品种之一。
聚氨酯粘合剂具备优异的抗剪切强度和抗冲击特性，适用于各种结构性粘合领域，并具备优异的柔韧特性。
聚氨酯粘合剂具备优异的橡胶特性，能适应不同热膨胀系数基材的粘合，它在基材之间形成具有软-硬过渡层，不仅粘接力强，同时还具有优异的缓冲、减震功能。聚氨酯胶粘剂的低温和超低温性能超过所有其他类型的粘合剂。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种聚氨酯类树脂粘合剂。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
聚氨酯类树脂粘合剂，包括通过异氰酸酯和脂环族环氧树脂反应获得的聚氨酯树脂；氧化铜改性炭黑、催化剂和阻聚剂；所述氧化铜改性炭黑用于紫外线的屏蔽、吸收，以及辅助胶黏。
上述的聚氨酯类树脂粘合剂，按质量份，异氰酸酯为20～40份，脂环族环氧树脂为20～70份，氧化铜改性炭黑为0.1～5份，催化剂为1～5份和20-30ppm的阻聚剂。
上述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)中的任一种。
上述脂环族环氧树脂包括聚[(2-环氧乙烷基)-1,2-环己二醇]2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇醚；双(7-氧杂双环[4.1.0]3-庚甲基)己二酸酯；双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸；双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯中的任一种。
上述氧化铜改性炭黑中的氧化铜和炭黑均为纳米级，炭黑用于减少紫外线的透射，氧化铜用于通过光热转换的方式释放吸收的紫外线的能量；
所述光热转换包括物理方式和化学方式；其中，化学方式为氧化铜和炭黑反应过程中的吸热和放热。
进一步的，上述改性的步骤为：将氧化铜和炭黑投入球磨机中，以乙醇为溶剂，降温至0℃后，球磨，去除溶剂后，制得氧化铜改性炭黑。
进一步的，上述氧化铜的粒径为20-40nm，炭黑的粒径为20-40nm；氧化铜和炭黑的质量比为(5-20)：100。
进一步的，上述球磨使用磨球的直径为0.5-20mm；原料与磨球的质量比为1:(10-1000)；球磨的时间为0.5-120h。
上述催化剂为双吗啉乙醚或双吗啉甲醚。
上述阻聚剂为磷酸或苯甲酰氯。
本发明的有益之处在于：
一种聚氨酯类树脂粘合剂，通过加入氧化铜改性炭黑作为防老化剂，通过炭黑减少紫外线的透射，由氧化铜通过光热转换的方式释放吸收的紫外线的能量；氧化铜改性炭黑，球磨降低纳米氧化铜和纳米炭黑间的界面张力，提高后期光热转换的效率，同时降低紫外光照射下氧化铜和炭黑反应的吸热难度。使得氧化铜的光热转换兼具物理和化学方式，其中的化学方式为氧化铜和炭黑反应过程中的吸热和放热。且氧化铜和炭黑作为纳米颗粒分散于粘合剂中，增加了比表面积，提高了粘合剂的胶黏性，提高胶黏强度。
本发明的粘合剂兼具了脂环族环氧树脂热稳定性良好、耐侯性好的特点，脂环族环氧树脂的环氧基直接连接在脂环上，能形成紧密的刚性分子结构，固化后交联密度增大，因而热变形温度比较高。固化收缩率小，拉伸强度高。脂环族环氧树脂的分子结构中不含苯环，具有良好的耐侯性能和抗紫外辐射。
本发明的粘合剂，制备方法简单，根据使用需求和使用环境，可调节氧化铜改性炭黑的使用量，进而调节粘合度和防老化度，具有很强的实用性和广泛的适用性。
附图说明
图1为NCO和环氧化物的主要反应。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
一种聚氨酯类树脂粘合剂，为通过异氰酸酯和脂环族环氧树脂反应获得的聚氨酯树脂；氧化铜改性炭黑、催化剂和阻聚剂；按质量份包括异氰酸酯为20～40份，脂环族环氧树脂为20～70份，氧化铜改性炭黑为0.1～5份，催化剂为1～5份和20-30ppm的阻聚剂。反应原理如图1所示。
其中，
异氰酸酯可选用甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)中的任一种。
脂环族环氧树脂可选用聚[(2-环氧乙烷基)-1,2-环己二醇]2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇醚；双(7-氧杂双环[4.1.0]3-庚甲基)己二酸酯；双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸；双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯中的任一种。
催化剂为双吗啉乙醚或双吗啉甲醚。
阻聚剂为磷酸或苯甲酰氯。
氧化铜改性炭黑的制备步骤为：将粒径为20-40nm氧化铜和粒径为20-40nm炭黑，按(5-20)：100的质量比(氧化铜：炭黑)投入球磨机中，以乙醇为溶剂，降温至0℃后，球磨，去除溶剂后，制得。球磨使用磨球的直径为0.5-20mm；原料与磨球的质量比为1:(10-1000)；球磨的时间为0.5-120h。
实施例1
一种聚氨酯类树脂粘合剂，用质量组份，异氰酸酯为20份，脂环族环氧树脂为50份，氧化铜改性炭黑为0.1份，催化剂为1份和20ppm的阻聚剂。
实施例2
一种聚氨酯类树脂粘合剂，用质量组份，一种聚氨酯类树脂粘合剂，用质量组份，异氰酸酯为20份，脂环族环氧树脂为50份，氧化铜改性炭黑为1份，催化剂为1份和20ppm的阻聚剂。
实施例3
一种聚氨酯类树脂粘合剂，用质量组份，异氰酸酯为20份，脂环族环氧树脂为50份，氧化铜改性炭黑为5份，催化剂为1份和20ppm的阻聚剂。
实施例4
一种聚氨酯类树脂粘合剂，用质量组份，异氰酸酯为20份，脂环族环氧树脂为20份，氧化铜改性炭黑为3份，催化剂为1份和30ppm的阻聚剂。
实施例5
一种聚氨酯类树脂粘合剂，用质量组份，异氰酸酯为40份，脂环族环氧树脂为70份，氧化铜改性炭黑为5份，催化剂为1份和30ppm的阻聚剂。
为便于性能测试的数据比对，实施例1-5中的异氰酸酯和脂环族环氧树脂均选用相同的组分，其中，异氰酸酯选用甲苯二异氰酸酯(TDI)和脂环族环氧树脂选用双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯。
性能测试：
1、粘度测试，采用静态剥离时间测试法：使用热熔融的粘合剂涂覆于10cm*10cm的PC板和10cm*10cm的铝板之间，以形成层压件，静置粘合。
悬挂件呈水平方式悬挂，铝板置于底部，并以吸附的方式于铝板底面悬挂砝码，静置计时，至剥离。
2、老化后的粘度测试
光老化测试标准：GB/T 16422，周期为500h。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.聚氨酯类树脂粘合剂，其特征在于，包括通过异氰酸酯和脂环族环氧树脂反应获得的聚氨酯树脂；氧化铜改性炭黑、催化剂和阻聚剂；
所述氧化铜改性炭黑用于紫外线的屏蔽、吸收，以及辅助胶黏；
所述氧化铜改性炭黑中的氧化铜和炭黑均为纳米级，炭黑用于减少紫外线的透射，氧化铜用于通过光热转换的方式释放吸收的紫外线的能量；
所述光热转换包括物理方式和化学方式；其中，化学方式为氧化铜和炭黑反应过程中的吸热和放热；
将氧化铜和炭黑投入球磨机中，以乙醇为溶剂，降温至0℃后，球磨，去除溶剂后，制得氧化铜改性炭黑；
氧化铜和炭黑的质量比为（5-20）：100。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯类树脂粘合剂，其特征在于，按质量份，异氰酸酯为20～40份，脂环族环氧树脂为20～70份，氧化铜改性炭黑为0.1～5份，催化剂为1～5份，和20-30ppm的阻聚剂。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯类树脂粘合剂，其特征在于，所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯（TDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）中的任一种。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯类树脂粘合剂，其特征在于，所述脂环族环氧树脂包括聚[(2-环氧乙烷基)-1,2-环己二醇]2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇醚。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯类树脂粘合剂，其特征在于，所述氧化铜的粒径为20-40nm，炭黑的粒径为20-40nm。
6.根据权利要求5所述的聚氨酯类树脂粘合剂，其特征在于，所述球磨使用磨球的直径为0.5-20mm；原料与磨球的质量比为1:（10-1000）；球磨的时间为0.5-120h。
7.根据权利要求1所述的聚氨酯类树脂粘合剂，其特征在于，所述催化剂为双吗啉乙醚或双吗啉甲醚。
8.根据权利要求1所述的聚氨酯类树脂粘合剂，其特征在于，所述阻聚剂为磷酸或苯甲酰氯。
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