CN114437662B - 工业用环保型聚氨酯胶黏剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于聚氨酯胶黏剂技术领域，具体涉及一种工业用环保型聚氨酯胶黏剂及其制备方法和应用。所述工业用环保型聚氨酯胶黏剂，由以下原料制成：聚醚多元醇Ⅰ、聚醚多元醇Ⅱ、聚醚多元醇Ⅲ、添加剂、催化剂Ⅰ、催化剂Ⅱ、催化剂Ⅲ、水、增塑剂2.0‑10.0份；其中聚醚多元醇Ⅰ官能度为3.8‑4.2，羟值为360‑400mgKOH/g；聚醚多元醇Ⅱ官能度为2.5‑3.5，羟值为32‑36mgKOH/g；聚醚多元醇Ⅲ官能度为2，羟值为100‑120mgKOH/g。本发明的聚氨酯胶黏剂具有环保、高粘结强度、稳定性高等优点，可适用各种基材，对基材的表面温度要求低，室温下即可达到优异的粘结效果。
Description
技术领域
本发明属于聚氨酯胶黏剂技术领域，具体涉及一种工业用环保型聚氨酯胶黏剂及其制备方法和应用。
背景技术
聚氨酯胶黏剂是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)或异氰酸酯基(-NCO)的胶粘剂。正在迅猛发展的聚氨酯树脂中的一个重要组成部分，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，在许多方面都得到了广泛的应用，特别是工业聚氨酯胶黏剂程增长趋。目前市面上的大多数胶黏剂中含有挥发性溶剂，气味大；即使个别用全水型的胶黏剂，存在脆性大，粘结力低，对聚氨酯胶黏剂的应用条件较高，对基材的预处理要求较高，需要将粘结的基材加热到40℃以上才可以涂布，温度低时会出现脱黏的情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种工业用环保型聚氨酯胶黏剂，具有环保、高粘结强度、稳定性高等优点，可适用各种基材，对基材的表面温度要求低，室温下即可达到优异的粘结效果；本发明还提供其制备方法和应用。
本发明所述的工业用环保型聚氨酯胶黏剂，由以下重量份数的原料制成：
其中，聚醚多元醇Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共计100份；聚醚多元醇Ⅰ官能度为3.8-4.2，羟值为360-400mgKOH/g；聚醚多元醇Ⅱ官能度为2.5-3.5，羟值为32-36mgKOH/g；聚醚多元醇Ⅲ官能度为2，羟值为100-120mgKOH/g。
本发明中，优选地，聚醚多元醇Ⅰ以山梨醇和水为起始剂，与环氧丙烷开环聚合而成，官能度为3.8-4.2，羟值为360-400mgKOH/g；进一步优选地，聚醚多元醇Ⅰ采用INOVOLR6205，山东一诺威新材料有限公司生产。
本发明中，优选地，聚醚多元醇Ⅱ以丙三醇为起始剂，与环氧丙烷开环聚合、环氧乙烷封端而成，官能度为2.5-3.5，羟值为32-36mgKOH/g；进一步优选地，聚醚多元醇Ⅱ采用INOVOL F330N，山东一诺威新材料有限公司生产。
本发明中，优选地，聚醚多元醇Ⅲ以乙二醇、丙二醇、丁二醇为起始剂，与环氧丙烷开环聚合而成，官能度为2，羟值为100-120mgKOH/g；进一步优选地，聚醚多元醇Ⅲ采用INOVOL C210，山东一诺威新材料有限公司生产。
聚醚多元醇Ⅰ、聚醚多元醇Ⅱ和聚醚多元醇Ⅲ为本公司自主开发聚醚，其优点在于生产的聚氨酯胶黏剂与粗MDI的互溶性好，反应充分；生成的聚氨酯胶黏剂具有较高的粘结性和粘结强度，从而满足不同基材对粘结性的要求。
本发明中，添加剂为采用回收的PET(对苯二甲酸乙二醇酯)塑料，经粉碎后，以三氧化二铝为催化剂，和棕榈油在210-250℃高温条件下反应制得。
优选地，PET塑料和棕榈油的质量比为1-3:1；催化剂用量为PET塑料和棕榈油总质量的0.1％-0.3％。
优选地，反应时间3-4小时。
本发明采用以回收的PET塑料瓶制得的添加剂，减少PET塑料对环境的污染，又可利用PET中的苯环结构，提高聚氨酯胶黏剂与基材之间的粘结强度，对基材的预处理要求不高。
本发明中，催化剂Ⅰ为N-甲基二环己胺；催化剂Ⅱ为四甲基己二胺；催化剂Ⅲ为N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)。
本发明中，增塑剂为碳酸丙烯酯，降低体系黏度的作用。
本发明所述的工业用环保型聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
将所有原料组分在常温下混合搅拌，形成均一稳定的液体，即得所述聚氨酯胶黏剂。
本发明所述的工业用环保型聚氨酯胶黏剂的应用，包括以下步骤：
将所述聚氨酯胶黏剂与聚合MDI按重量比1～1.3:1混合均匀，涂布在需粘结的基材上，常温固化后即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明采用聚醚多元醇Ⅰ、聚醚多元醇Ⅱ和聚醚多元醇Ⅲ复配，生产的聚氨酯胶黏剂与粗MDI的互溶性好，反应充分，生成的聚氨酯胶黏剂具有较高的粘结性和粘结强度，从而满足不同基材对粘结性的要求；
(2)本发明采用以回收的PET塑料制得的添加剂，减少了PET塑料对环境的污染，又可利用PET中的苯环结构，提高聚氨酯胶黏剂与基材之间的粘结强度，对基材的预处理要求不高；
(3)本发明采用水作为化学发泡剂，无物理发泡剂或挥发性溶剂，环保高效；
(4)本发明的生产是在常温下进行，既能耗低又生产操作简单；胶黏剂与粗MDI反应也是在常温、常压下进行，工艺简单，挥发低，无三废产生，还进行废旧PET塑料的回收再利用，且产品质量稳定，生产费用低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做出进一步说明。如无特别说明，原料用量均以重量份数计。实施例中所用的原料如下：
INOVOL R6205、INOVOL F330N、INOVOL C210：山东一诺威新材料有限公司生产。
粗MDI：PM200，万华化学生产。
添加剂：在1L三口烧瓶中，添加PET塑料颗粒300g、棕榈油300g和三氧化二铝1.2g,边搅拌边用电加热套进行升温，当温度达到200℃，开始计时3-4小时后，停止加热并冷却后，得到添加剂。
实施例
实施例1-12均按以下方法制备：按照表1-3中的原料配方，将聚氨酯胶黏剂的所有组分在常温下搅拌混合均匀，形成均一稳定的液体，即得聚氨酯胶黏剂，测试其黏度；然后将所得聚氨酯胶黏剂与聚合MDI按表1-3中的用量混合均匀，涂布在不锈钢样片上，常温固化后，测试剪切强度(GB/T7124-2008)。
表1实施例1-4数据表
表2实施例5-8数据表
表3实施例9-12数据表
对比例
实施例1-4均按以下方法制备：按照表4中的原料配方，将聚氨酯胶黏剂的所有组分在常温下搅拌混合均匀，形成均一稳定的液体，即得聚氨酯胶黏剂，测试其黏度；然后将所得聚氨酯胶黏剂与聚合MDI按表4中的用量混合均匀，涂布在不锈钢样片上，常温固化后，测试剪切强度(GB/T7124-2008)。
表4对比例1-4数据表
对比例1-4中，对比例1由于拉丝时间短操作时间短，无法涂布在不锈钢样片上，无法测试剪切强度；对比例2的体系黏度高使用不方便，涂布在不锈钢样片上固化后，脆性大无法作为胶黏剂使用，无法测试剪切强度；对比例3的体系黏度高和粗MDI混合不充分，在固化时间内不能混合均匀涂布在不锈钢样片上，无法测试剪切强度；对比例4的拉丝和固化时间慢，无法作为胶黏剂使用，无法测试剪切强度。
Claims (7)
1.一种工业用环保型聚氨酯胶黏剂，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：
聚醚多元醇Ⅰ 30～50 份，
聚醚多元醇Ⅱ 20～30份，
聚醚多元醇Ⅲ 20～50份，
添加剂 5～20份，
催化剂Ⅰ 0.2～0.6份，
催化剂Ⅱ 0.5～2.0份，
催化剂Ⅲ 0.5～2.0份，
水 2.0-3.0份，
增塑剂 2.0-10.0份；
其中，聚醚多元醇Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共计100份；聚醚多元醇Ⅰ以山梨醇和水为起始剂，与环氧丙烷开环聚合而成，官能度为3.8-4.2，羟值为360-400mgKOH/g；聚醚多元醇Ⅱ以丙三醇为起始剂，与环氧丙烷开环聚合、环氧乙烷封端而成，官能度为2.5-3.5，羟值为32-36mgKOH/g；聚醚多元醇Ⅲ以乙二醇、丙二醇、丁二醇为起始剂，与环氧丙烷开环聚合而成，官能度为2，羟值为100-120mgKOH/g；
催化剂Ⅰ为N-甲基二环己胺；催化剂Ⅱ为四甲基己二胺；催化剂Ⅲ为N,N-二甲基乙醇胺；
添加剂为采用回收的PET塑料，经粉碎后，以三氧化二铝为催化剂，和棕榈油在210-250℃高温条件下反应制得；PET塑料和棕榈油的质量比为1-3:1；
增塑剂为碳酸丙烯酯。
2.根据权利要求1所述的工业用环保型聚氨酯胶黏剂，其特征在于：聚醚多元醇Ⅰ采用INOVOL R6205。
3.根据权利要求1所述的工业用环保型聚氨酯胶黏剂，其特征在于：聚醚多元醇Ⅱ采用INOVOL F330N。
4.根据权利要求1所述的工业用环保型聚氨酯胶黏剂，其特征在于：聚醚多元醇Ⅲ采用INOVOL C210。
5.根据权利要求1所述的工业用环保型聚氨酯胶黏剂，其特征在于：催化剂用量为PET塑料和棕榈油总质量的0.1%-0.3%。
6.一种权利要求1-5任一项所述的工业用环保型聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
将所有原料组分在常温下混合搅拌，形成均一稳定的液体，即得所述聚氨酯胶黏剂。
7.一种权利要求1-5任一项所述的工业用环保型聚氨酯胶黏剂的应用，其特征在于：包括以下步骤：
将所述聚氨酯胶黏剂与聚合MDI按重量比1～1.3:1混合均匀，涂布在需粘结的基材上，常温固化后即可。
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- 2021-12-29 CN CN202111637044.1A patent/CN114437662B/zh active Active
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