CN114989776B - 一种高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法，它由包括以下重量份的原料制成：蓖麻油10～20份，小分子量两官能度聚醚多元醇5～10份，中等分子量两官能度聚醚多元醇10～20份，接枝聚醚多元醇5～10份，异氰酸酯45～60份，松香类树脂2～5份，丙烯酸共聚物1～3份，胺类催化剂0.05～0.2份；其中，所述松香类树脂采用松香季戊四醇酯或松香树脂中的至少一种。本发明在对高湿度木材进行粘结时即使产生大量气泡仍具有优良的粘结力，极大地提高了对高湿度木材的粘结强度，能够满足高湿度木材的粘结需求。
Description
技术领域
本发明涉及单组分聚氨酯胶粘剂领域，尤其涉及一种高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法，该单组分聚氨酯胶粘剂是一种对高湿度木材(所述高湿度木材是指含水量达到25％以上的木材)具有优良粘结力的单组分聚氨酯胶粘剂。
背景技术
聚氨酯胶粘剂已广泛应用于木材的粘接，尤其是单组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂只需利用空气或基材表面的水分就可以固化，产生粘结作用，这给木材粘接施工带来了极大的方便，而且单组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂环保无污染，比水性胶粘剂固化速度快，粘结强度高，因此得到了广泛的应用。
中国专利CN111704883A公开的一种适用于木材的单组分湿气固化聚氨酯胶粘剂及其制造方法，该聚氨酯胶粘剂是由异氰酸酯45.6～58％、聚醚多元醇18.7～30％、聚酯多元醇20～27％、催化剂0.1～0.3％和助剂0.1～0.3％制备得到的聚氨酯粘合剂，将其用于木材与木材之间的粘合，贴合后压剪强度高，木材经久耐用，但该产品对于含水量达到25％的高湿度木材粘结效果较差。
单组份湿固化聚氨酯胶粘剂在固化过程中主要是以分子链上活泼的NCO基团，与木材中的含活泼氢化合物和湿气，或空气中的湿气发生固化反应，从而起到粘接作用。木材中富含活泼氢化合物和湿气，形成良好的粘结力并不难。但随着社会对木材需求量的增大，木材种类的增多，木材制品制造生产效率的提高以及环境的限制，经常会遇到高含水量的木材需要进行粘结。目前，对于含水量达到25％以上的高湿度木材，现有市售无溶剂单组分聚氨酯胶粘剂在粘结时候，分子链上活泼的NCO基团会优先与多余的水分反应，产生大量二氧化碳气体，造成胶粘剂大量发泡，这不仅降低了胶粘剂本体的强度，而且大量气泡同时降低了与木材的接触面积和润湿性，造成了粘结力急剧下降。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的是提供了一种高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法，以解决现有技术中存在的上述技术问题。本发明在对高湿度木材(所述高湿度木材是指含水量达到25％以上的木材)进行粘结时即使产生大量气泡仍具有优良的粘结力，极大地提高了对高湿度木材的粘结强度，能够满足高湿度木材的粘结需求。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂，由包括以下重量份的原料制成：蓖麻油10～20份，小分子量两官能度聚醚多元醇5～10份，中等分子量两官能度聚醚多元醇10～20份，接枝聚醚多元醇5～10份，异氰酸酯45～60份，松香类树脂2～5份，丙烯酸共聚物1～3份，胺类催化剂0.05～0.2份；其中，所述松香类树脂采用松香季戊四醇酯或松香树脂中的至少一种。
优选地，所述接枝聚醚多元醇采用苯乙烯和丙烯腈改性的固含量60％的聚醚多元醇。
优选地，所述丙烯酸共聚物采用湛新Allnex丙烯酸共聚物Modaflow Resin。
优选地，所述小分子量两官能度聚醚多元醇的分子量为600。
优选地，所述中等分子量两官能度聚醚多元醇的分子量为2000、4000中的任一种或两种。
优选地，所述异氰酸酯采用二苯基甲烷二异氰酸酯、改性二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基甲烷多异氰酸酯中的至少一种。
优选地，所述胺类催化剂采用三乙烯二胺或双吗啉二乙基醚中的任一种。
优选地，所述高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂的异氰酸酯的百分含量为10～15％，在25℃温度条件下的粘度为6000～10000mPa·s。
一种高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、按照上述的高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂的配方，称取蓖麻油、小分子量两官能度聚醚多元醇、中等分子量两官能度聚醚多元醇、接枝聚醚多元醇、异氰酸酯、松香类树脂、丙烯酸共聚物、胺类催化剂；
步骤2、将所述蓖麻油、所述小分子量两官能度聚醚多元醇、所述中等分子量两官能度聚醚多元醇、所述接枝聚醚多元醇、所述松香类树脂、所述丙烯酸共聚物加入到反应釜中，升温至110℃进行高温脱水并溶解所述松香类树脂，然后降温至50℃以下，加入所述异氰酸酯，升温至70～80℃，反应3小时，再加入所述胺类催化剂混合均匀，从而制得上述高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂。
优选地，在所述步骤2中，当加入所述胺类催化剂混合均匀后，取样，并通过测试取样的粘度和异氰酸酯的百分含量来确认所制得的单组分聚氨酯胶粘剂是否合格，如果测试取样的异氰酸酯的百分含量为10～15％且测试取样在25℃温度条件下的粘度为6000～10000mPa·s，则确认制得了合格的上述高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂。
与现有技术相比，本发明是按照特定配比将蓖麻油、小分子量两官能度聚醚多元醇、中等分子量两官能度聚醚多元醇、接枝聚醚多元醇、异氰酸酯、松香类树脂、丙烯酸共聚物、胺类催化剂进行合成反应，从而制备出对高湿度木材具有优良粘结力的单组分聚氨酯胶粘剂，这是创造性地对聚氨酯胶粘剂的链段进行结构设计，采用接枝聚醚多元醇替代了部分普通聚醚，这提高了聚氨酯胶粘剂与湿气反应产生泡沫的支撑强度，并且在配方中引入了丙烯酸共聚物，这提高了聚氨酯胶粘剂对木材的润湿性和泡沫流平性，同时在配方中还引入了特殊的松香类树脂，这为聚氨酯胶粘剂提供了更好的木材亲和力，这些原料的共同作用使所制得的单组分聚氨酯胶粘剂在对高湿度木材进行粘结时即使产生大量气泡仍具有优良的粘结力，与现有技术中的木材粘结用单组分无溶剂聚氨酯胶粘剂相比，本发明极大地提高了胶粘剂对高湿度木材的粘结强度，能够满足高湿度木材的粘结需求和力学强度需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例1所制得的高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂进行基材破坏性实验的本体破坏效果示意图。
图2为本发明实施例2所制得的高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂进行基材破坏性实验的本体破坏效果示意图。
图3为对比例1所制得的木材用单组分聚氨酯胶粘剂进行基材破坏性实验的本体破坏效果示意图。
图4为对比例2所制得的木材用单组分聚氨酯胶粘剂进行基材破坏性实验的本体破坏效果示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：
术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
术语“重量份”是表示多个组分之间的质量比例关系，例如：如果描述了X组分为x重量份、Y组分为y重量份，那么表示X组分与Y组分的质量比为x:y；1重量份可表示任意的质量，例如：1重量份可以表示为1kg也可表示3.1415926kg等。所有组分的重量份之和并不一定是100份，可以大于100份、小于100份或等于100份。除另有说明外，本文中所述的份、比例和百分比均按质量计。
当浓度、温度、压力、尺寸或者其它参数以数值范围形式表示时，该数值范围应被理解为具体公开了该数值范围内任何上限值、下限值、优选值的配对所形成的所有范围，而不论该范围是否被明确记载；例如，如果记载了数值范围“2～8”时，那么该数值范围应被解释为包括“2～7”、“2～6”、“5～7”、“3～4和6～7”、“3～5和7”、“2和5～7”等范围。除另有说明外，本文中记载的数值范围既包括其端值也包括在该数值范围内的所有整数和分数。
下面对本发明所提供的高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本发明中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明提供了一种高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂，该高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂是对高湿度木材具有优良粘结力的单组分聚氨酯胶粘剂，主要可用于对含水量达到30％以上的高湿度木材进行粘结，其由包括以下重量份的原料制成：蓖麻油10～20份，小分子量两官能度聚醚多元醇5～10份，中等分子量两官能度聚醚多元醇10～20份，接枝聚醚多元醇5～10份，异氰酸酯45～60份，松香类树脂2～5份，丙烯酸共聚物1～3份，胺类催化剂0.05～0.2份；其中，所述松香类树脂采用松香季戊四醇酯或松香树脂中的至少一种。所述高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂的异氰酸酯的百分含量为10～15％，在25℃温度条件下的粘度为6000～10000mPa·s。
具体地，该高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂可以包括以下实施方案：
(1)所述接枝聚醚多元醇是采用苯乙烯和丙烯腈改性的固含量40％的聚醚多元醇。
(2)所述丙烯酸共聚物采用湛新Allnex丙烯酸共聚物Modaflow Resin。
(3)所述小分子量两官能度聚醚多元醇的分子量为400。
(4)所述中等分子量两官能度聚醚多元醇的分子量为2000、4000中的至少一种。
(5)所述异氰酸酯采用二苯基甲烷二异氰酸酯、改性二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基甲烷多异氰酸酯中的至少一种，但最好采用其中的两种来使用。
(6)所述胺类催化剂采用三乙烯二胺或双吗啉二乙基醚中的任一种。
(7)所述蓖麻油最好采用一级精炼蓖麻油。
进一步地，本发明还提供了一种高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂的制备方法，用于制备上述高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂，其可以包括以下步骤：
步骤1、按照上述的高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂中的重量份配方，称取10～20份蓖麻油、5～10份小分子量两官能度聚醚多元醇、10～20份中等分子量两官能度聚醚多元醇、5～10份接枝聚醚多元醇、45～60份异氰酸酯、2～5份松香类树脂、1～3份丙烯酸共聚物、0.05～0.2份胺类催化剂。
步骤2、将所述蓖麻油、所述小分子量两官能度聚醚多元醇、所述中等分子量两官能度聚醚多元醇、所述接枝聚醚多元醇、所述松香类树脂、所述丙烯酸共聚物加入到反应釜中，升温至110℃进行高温脱水并溶解所述松香类树脂，然后降温至50℃以下，加入所述异氰酸酯，升温至70～80℃，反应3小时，合成反应完成，再加入所述胺类催化剂混合均匀，当加入所述胺类催化剂混合均匀后，取样，并通过测试取样的粘度和异氰酸酯的百分含量来确认所制得的单组分聚氨酯胶粘剂是否合格，如果测试取样的异氰酸酯的百分含量为10～15％且测试取样在25℃温度条件下的粘度为6000～10000mPa·s，则确认制得了合格的上述的高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂。
与现有技术相比，本发明是按照特定配比将蓖麻油、特殊分子量的小分子量两官能度聚醚多元醇、特殊分子量的中等分子量两官能度聚醚多元醇、特殊的接枝聚醚多元醇、特殊的异氰酸酯、特殊的松香类树脂以及特殊的丙烯酸共聚物和胺类催化剂进行合成反应，从而制备出对高湿度木材具有优良粘结力的单组分聚氨酯胶粘剂，这是创造性地对聚氨酯胶粘剂的链段进行了结构设计，采用接枝聚醚多元醇替代了部分普通聚醚，提高了聚氨酯胶粘剂与湿气反应产生泡沫的支撑强度，并且在配方中引入了丙烯酸共聚物，提高了聚氨酯胶粘剂对木材的润湿性和泡沫流平性，同时在配方中还引入了特殊的松香类树脂，为聚氨酯胶粘剂提供了更好的木材亲和力，这些原料的共同作用使所制得的单组分聚氨酯胶粘剂在对高湿度木材进行粘结时即使产生大量气泡仍具有优良的粘结力，与现有技术中的木材粘结用单组分无溶剂聚氨酯胶粘剂相比，本发明极大地提高了胶粘剂对高湿度木材的粘结强度，能够满足高湿度木材的粘结需求和力学强度需求。
综上可见，本发明实施例在对高湿度木材进行粘结时即使产生大量气泡仍具有优良的粘结力，极大地提高了对高湿度木材的粘结强度，能够满足高湿度木材的粘结需求。
为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法进行详细描述。
实施例1
一种高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂，其制备方法包括以下步骤：
步骤A1、按照重量份计，称取13份蓖麻油、6份分子量为400的聚氧化丙烯二醇(即小分子量两官能度聚醚多元醇)、18份分子量为2000的聚氧化丙烯二醇(即中等分子量两官能度聚醚多元醇)、6份接枝聚醚多元醇、33份二苯基甲烷二异氰酸酯、20份多苯基甲烷多异氰酸酯、2.5份松香季戊四醇酯、2份丙烯酸共聚物、0.1份双吗啉二乙基醚。
步骤A2、将步骤A1所述蓖麻油、所述分子量为400的聚氧化丙烯二醇、所述分子量为2000的聚氧化丙烯二醇、所述接枝聚醚多元醇、所述松香季戊四醇酯、所述丙烯酸共聚物加入到反应釜中，升温至110℃进行高温脱水并溶解所述松香季戊四醇酯，然后降温至50℃以下，加入步骤A1所述二苯基甲烷二异氰酸酯和所述多苯基甲烷多异氰酸酯，升温至70～80℃，反应3小时，合成反应完成，再加入步骤A1所述双吗啉二乙基醚搅拌均匀，当加入步骤A1所述双吗啉二乙基醚搅拌均匀后，取样，并通过测试取样的粘度和异氰酸酯的百分含量来确认所制得的单组分聚氨酯胶粘剂是否合格，如果测试取样的异氰酸酯的百分含量为13～15％且测试取样在25℃温度条件下的粘度为8000～10000mPa·s，则确认制得了合格的高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂。
具体地，所述接枝聚醚多元醇是采用苯乙烯和丙烯腈改性的固含量40％的聚醚多元醇。所述丙烯酸共聚物采用湛新Allnex丙烯酸共聚物Modaflow Resin。
实施例2
一种高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂，其制备方法包括以下步骤：
步骤B1、按照重量份计，称取13.5份蓖麻油、8份分子量为400的聚氧化丙烯二醇(即小分子量两官能度聚醚多元醇)、12份分子量为4000的聚氧化丙烯二醇(即中等分子量两官能度聚醚多元醇)、7份接枝聚醚多元醇、35份二苯基甲烷二异氰酸酯、20份多苯基甲烷多异氰酸酯、2.5份松香季戊四醇酯、2份丙烯酸共聚物、0.1份双吗啉二乙基醚。
步骤B2、将步骤B1所述蓖麻油、所述分子量为400的聚氧化丙烯二醇、所述分子量为4000的聚氧化丙烯二醇、所述接枝聚醚多元醇、所述松香季戊四醇酯、所述丙烯酸共聚物加入到合成反应釜中，升温至110℃进行高温脱水并溶解所述松香季戊四醇酯，然后降温至50℃以下，加入步骤B1所述二苯基甲烷二异氰酸酯和所述多苯基甲烷多异氰酸酯，升温至70～80℃，反应3小时，合成反应完成，再加入步骤B1所述双吗啉二乙基醚搅拌均匀，当加入步骤B1所述双吗啉二乙基醚搅拌均匀后，取样，并通过测试取样的粘度和异氰酸酯的百分含量来确认所制得的单组分聚氨酯胶粘剂是否合格，如果测试取样的异氰酸酯的百分含量为14～15％且测试取样在25℃温度条件下的粘度为8000～10000mPa·s，则确认制得了合格的高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂。
具体地，所述接枝聚醚多元醇是采用苯乙烯和丙烯腈改性的固含量40％的聚醚多元醇。所述丙烯酸共聚物采用湛新Allnex丙烯酸共聚物Modaflow Resin。
对比例1
一种木材用单组分聚氨酯胶粘剂，该聚氨酯胶粘剂采用中国专利CN111704883A的实施例1中所制得的适用于木材的单组分湿气固化聚氨酯胶粘剂，其原料配方如下(以质量百分数计)：
其中，所述AD-3300E是指环氧乙烷和环氧丙烷的摩尔比为6/4、数均分子量3000的AD-3300E(旭川化学)，它是一种环氧乙烷和环氧丙烷无规共聚聚醚三元醇；所述330N是指数均分子量5000、不饱和度0.005mmol/g的330N，它是一种聚环氧丙烷醚三元醇；所述PTMG-2000是指官能度2、数均分子量2000的PTMG-2000，它是一种聚四氢呋喃醚多元醇；所述PCDL1000是指官能度为2、数均分子量为1000的聚碳酸酯多元醇PCDL1000；所述聚合MDI是指4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和多苯基甲烷多异氰酸酯的混合物；所述液化MDI是指碳化二亚胺改性的二苯基甲烷二异氰酸酯以及它们的混合物；所述催化剂采用三乙烯二胺；所述助剂采用有机铬络合物。
具体地，其制备方法为：按照上述原料配方，在反应釜中加入聚醚多元醇和聚酯多元醇，设置反应温度100～110℃、压强-0.095MPa，混合均匀并脱水至水分小于0.05％，降温至50℃，加入聚合MDI和液化MDI，设置反应温度70-80℃，搅拌反应3小时，降温到50℃，加入催化剂和助剂，搅拌0.5小时，检测NCO％为10％，合格出料。
对比例2
一种木材用聚氨酯胶粘剂，该木材用聚氨酯胶粘剂为现有技术中可通过商业手段购买的南宝树脂T-UR057。
性能检测
分别对本发明实施例1至2所制得的高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂以及对比例1和对比例2中的木材用单组分聚氨酯胶粘剂进行以下性能对比检测：
(1)基材破坏性实验：分别采用本发明实施例1、实施例2、对比例1和对比例2对湿度为26％的花旗松进行基材破坏性实验，取相同材质和水分的木材，切割成相同大小，按照200g/m2的上胶量进行粘结，并压合，压合24小时后用一字螺丝刀从中间粘结部位加力破坏，观测木材破坏面积，从而可以得到如下图1、图2、图3和图4所示的本体破坏效果示意图。
(2)粘结强度的检测方法：按照GB/T 7124-2008，分别采用本发明实施例1、实施例2、对比例1和对比例2对湿度为26％的花旗松进行剪切强度测试，从而可以得到如下表1所示检测结果：
表1
| 检测项目 | 实施例1 | 实施例2 | 对比例1 | 对比例2 |
| 剪切强度 | 5.65MPa | 5.98MPa | 4.58MPa | 4.29MPa |
由上表1可以看出：与对比例1和对比例2相比，本发明实施例1、实施例2均具有更高的剪切强度。由图1和图2的本体破坏效果来看：本发明实施例1、实施例2可以100％破坏木材，但图3所示的对比例1和图4所示的对比例2无法达到这种破坏木材的效果。在对含水量达到25％以上的高湿度木材进行粘结时可能会产生大量气泡，但本发明实施例由于有接枝聚醚多元醇对气泡的支撑，松香类树脂的亲和性，流平剂使气泡更均匀、细腻和更好的润湿，这使本发明在对高湿度木材进行粘结时即使产生大量气泡仍具有更好的粘结效果，极大地提高了对高湿度木材的粘结强度，能够满足高湿度木材的粘结需求。
综上可见，本发明实施例在对高湿度木材进行粘结时即使产生大量气泡仍具有优良的粘结力，极大地提高了对高湿度木材的粘结强度，能够满足高湿度木材的粘结需求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文背景技术部分公开的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
Claims (5)
1.一种高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：蓖麻油10～20份，小分子量两官能度聚醚多元醇5～10份，中等分子量两官能度聚醚多元醇10～20份，接枝聚醚多元醇5～10份，异氰酸酯45～60份，松香类树脂2～5份，丙烯酸共聚物1～3份，胺类催化剂0.05～0.2份；
其中，所述松香类树脂采用松香季戊四醇酯或松香树脂中的至少一种；
所述接枝聚醚多元醇是采用苯乙烯和丙烯腈改性的固含量60%的聚醚多元醇；
所述丙烯酸共聚物采用湛新Allnex丙烯酸共聚物Modaflow Resin；
所述小分子量两官能度聚醚多元醇的分子量为600；
所述中等分子量两官能度聚醚多元醇的分子量为2000、4000中的任一种或两种；
所述异氰酸酯采用二苯基甲烷二异氰酸酯、改性二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基甲烷多异氰酸酯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述胺类催化剂采用三乙烯二胺或双吗啉二乙基醚中的任一种。
3.根据权利要求1所述的高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂的异氰酸酯的百分含量为10～15%，在25℃温度条件下的粘度为6000～10000mPa•s。
4.一种高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、按照上述权利要求1至3中任一项所述的高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂的配方，称取蓖麻油、小分子量两官能度聚醚多元醇、中等分子量两官能度聚醚多元醇、接枝聚醚多元醇、异氰酸酯、松香类树脂、丙烯酸共聚物、胺类催化剂；
步骤2、将所述蓖麻油、所述小分子量两官能度聚醚多元醇、所述中等分子量两官能度聚醚多元醇、所述接枝聚醚多元醇、所述松香类树脂、所述丙烯酸共聚物加入到反应釜中，升温至110℃进行高温脱水并溶解所述松香类树脂，然后降温至50℃以下，加入所述异氰酸酯，升温至70～80℃，反应3小时，再加入所述胺类催化剂混合均匀，从而制得上述权利要求1至3中任一项所述的高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂。
5.根据权利要求4所述的高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤2中，当加入所述胺类催化剂混合均匀后，取样，并通过测试取样的粘度和异氰酸酯的百分含量来确认所制得的单组分聚氨酯胶粘剂是否合格，当测试取样的异氰酸酯的百分含量为10～15%且测试取样在25℃温度条件下的粘度为6000～10000mPa•s，则确认制得了合格的上述权利要求1至3中任一项所述的高湿度木材用单组分聚氨酯胶粘剂。
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| CN106349450A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-01-25 | 上海东大聚氨酯有限公司 | 组合聚醚、聚氨酯胶粘剂及原料组合物、制备方法和应用 |
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