CN116875255A - 一种双组份水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于胶黏剂领域,具体涉及一种双组份水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法。所述双组份水性聚氨酯胶黏剂由A组份和B组份制得,所述A组份和B组份的质量比为100:(5~10);所述A组份由聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液、增稠剂、抗氧剂、防霉剂、流平剂和光引发剂制得,所述B组份为亲水性聚异氰酸酯交联剂。所述双组份水性丙烯酸酯胶黏剂具有剥离强度高、耐水、耐热性好等优异性能,且固含量高,成膜速度快。此外,所述双组份水性丙烯酸酯胶黏剂的制备方法简单,成本较低,应用前景好。
Description
技术领域
本发明属于胶黏剂领域,具体涉及一种双组份水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法。
背景技术
聚氨酯类胶黏剂具有软硬度可调节、耐低温、柔韧性好、粘接强度大等优点,用途广泛。目前聚氨酯胶黏剂以溶剂型为主,但有机溶剂存在易燃易爆、易挥发、气味大等缺点,使用时容易造成空气污染,具有或多或少的毒性,会影响人们的身体健康和生活环境。随着各国环保法规对VOC的限制以及对环保的重视,促使世界各国研究人员进行水性聚氨酯胶黏剂的研究开发。
水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系,与传统聚氨酯相比,具有无污染、安全可靠、操作方便、相容性好、易于改性等优点,符合现阶段绿色化学的发展需求。水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶黏剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸质表面处理剂和纤维表面处理剂等。聚氨酯的水性化逐步取代溶剂型,成为聚氨酯工业发展的重要方向。
水性聚氨酯由于其特殊的结构而具备独特的物理化学性质,如软硬可调、耐低温、耐磨性好、粘附力强等。高性能与低VOC含量兼具的水性聚氨酯涂料得到了科学界和工业生产的普遍关注。传统方法制备的水性聚氨酯由于其分子结构限制,使其胶膜存在耐热性不佳、耐水性差、初粘性低、固含量较低等缺点。专利申请号为:202111549596.7的中国专利申请公开了一种水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法,其制得的水性聚氨酯胶黏剂的耐水性仍不高,耐热性更未涉及。为了提高乳液及胶膜性能,扩大应用范围,需对水性聚氨酯乳液进行适当改性。
发明内容
基于上述技术背景,本发明提供了一种双组份水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法,所述双组份水性聚氨酯胶黏剂由A组份和B组份制得,所述A组份由聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液、增稠剂、抗氧剂、防霉剂、流平剂和光引发剂制得,所述B组份为亲水性聚异氰酸酯交联剂,本发明采用的聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液稳定性好,涂膜质量好,所述双组份水性聚氨酯胶黏剂具有固含量高、成膜速度快、剥离强度高、耐水、耐热性好等优点,在高温和湿热环境下也具有较高的剥离强度。
本发明第一方面在于提供一种双组份水性聚氨酯胶黏剂,所述双组份水性聚氨酯胶黏剂由A组份和B组份制得,所述A组份和B组份的质量比为100:(5~10);
所述A组份由聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液、增稠剂、抗氧剂、防霉剂、流平剂和光引发剂制得,所述B组份为亲水性聚异氰酸酯交联剂。
优选地,所述聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液由包括聚二元醇、脂肪类二异氰酸酯、亲水性扩链剂、偶联剂、催化剂、丙烯酸酯乳液和丙烯酸酯单体的原料制得。
更优选地,所述聚二元醇选自聚乙二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇中的一种或几种;
所述脂肪类二异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种;
所述亲水性扩链剂选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺、乙二氨基乙磺酸钠中的一种或几种;
所述偶联剂选自端羟基硅烷偶联剂、端氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的一种或几种;
所述催化剂选自T9、T12、三亚乙基二胺、N-烷基二胺和N-烷基吗啡啉中的一种或几种。
更优选地,所述聚二元醇、脂肪类二异氰酸酯、亲水性扩链剂、丙烯酸酯乳液、丙烯酸酯单体、偶联剂和催化剂的质量比为(10~20):(10~25):(0.5~5):(0.5~5):(10~30):(1~5):(0.1~2)。
优选地,所述增稠剂选自水性聚氨酯缔合型、纤维素型、丙烯酸型中的一种或几种;
所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂中的一种或几种;
所述防霉剂选自异噻唑啉酮类防霉剂5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、2-N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮中的一种或几种;
所述流平剂选自聚丙烯酸酯、有机硅、醋酸丁酯纤维素、硝化纤维素中的一种或几种;
所述光引发剂选自2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二甲苯基氧化膦(TMO)中的一种。
更优选地,所述聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液、增稠剂、抗氧剂、防霉剂、流平剂和光引发剂的质量比为(80~100):(0.05~0.5):(0.1~1.0):(0.01~0.2):(0.1~0.5):(1~10)。
本发明第二方面在于提供一种制备本发明第一方面所述双组份水性聚氨酯胶黏剂的方法,所述方法包括以下步骤:
步骤1、将聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液、抗氧剂、防霉剂、流平剂和光引发剂置于水中搅拌均匀,然后添加增稠剂搅拌调节其粘度,得到A组份;
步骤2、A组份和B组份单独包装,使用前,将A组份和B组份混合均匀即可。
步骤1中,所述聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液通过以下步骤制得:
S1、将聚二元醇、脂肪类二异氰酸酯混合后,升温进行反应,反应完成后降温至50℃以下,得到聚氨酯预聚体;
S2、向聚氨酯预聚体中添加亲水性扩链剂、催化剂和溶剂,升温进行扩链反应,反应完成后降温至50℃以下,再向反应体系中添加丙烯酸酯乳液和偶联剂进行反应,反应后降温,向反应体系中添加溶剂、中和剂,调节pH,然后加入丙烯酸酯单体进行自由基聚合反应,最后经剪切、减压脱除溶剂,得到聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。
步骤S1中,所述反应温度为75~90℃,所述反应时间为1~4h。
步骤S2中,所述扩链反应温度为60~80℃,所述扩链反应时间为2~4h;
添加丙烯酸酯乳液和偶联剂于50~65℃下反应1~3h;
所述自由基聚合反应温度为60~80℃,自由基聚合反应时间为2~5h。
本发明所具有的有益效果:
(1)本发明采用的脂肪类二异氰酸酯耐黄变性能优异,所述双组份水性丙烯酸酯胶黏剂具有剥离强度高、耐水、耐热性好等优点,在高温和湿热环境下也具有较高的剥离强度;
(2)本发明所述聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液稳定性好,初始涂膜质量好;
(3)本发明所述双组份水性聚氨酯胶黏剂的固含量高达45%以上,成膜速度快,减少烘烤时间,可以达到节能减排的目的;
(4)本发明所述双组份水性聚氨酯胶黏剂可实现光固化,固化速度快,生产效率高,且该双组份水性聚氨酯胶黏剂的制备方法简单,适用于大规模工业化生产。
具体实施方式
下面将对本发明进行详细说明,本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
本发明第一方面在于提供一种双组份水性聚氨酯胶黏剂,所述双组份水性聚氨酯胶黏剂由A组份和B组份制得,所述A组份和B组份的质量比为100:(5~10)。
所述A组份由聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液、增稠剂、抗氧剂、防霉剂、流平剂和光引发剂制得。
所述B组份为亲水性聚异氰酸酯交联剂,-NCO含量为18%~23%。
所述聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液、增稠剂、抗氧剂、防霉剂、流平剂和光引发剂的质量比为(80~100):(0.05~0.5):(0.1~1.0):(0.01~0.2):(0.1~0.5):(1~10)。
优选地,所述聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液、增稠剂、抗氧剂、防霉剂、流平剂和光引发剂的质量比为(80~95):(0.1~0.3):(0.3~0.6):(0.05~0.1):(0.2~0.4):(4~7)。
根据本发明优选地实施方式,所述增稠剂选自水性聚氨酯缔合型、纤维素型、丙烯酸型中的一种或几种,优选为AS-160型增稠剂。
所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂中的一种或几种;优选为2,6-二叔丁基-4-甲基酚(BHT)、三叔丁基羟基苯甲酸酯(TBPB)中的一种或两种。
所述防霉剂选自5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CIT)、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)、2-N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮(OIT)中的一种或几种,优选为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。
所述流平剂选自聚丙烯酸酯、有机硅、醋酸丁酯纤维素、硝化纤维素中的一种或几种,优选为聚醚硅氧烷共聚物。
所述光引发剂选自2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二甲苯基氧化膦(TMO)中的一种,优选为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。
所述聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液由包括聚二元醇、脂肪类二异氰酸酯、亲水性扩链剂、偶联剂、催化剂、丙烯酸酯乳液和丙烯酸酯单体的原料制得。
根据本发明更优选地实施方式,所述聚二元醇选自聚乙二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇中的一种或几种,优选为聚碳酸酯二醇。
所述脂肪类二异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种,优选为六亚甲基二异氰酸酯。
所述亲水性扩链剂选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺、乙二氨基乙磺酸钠中的一种或几种,优选为乙二氨基乙磺酸钠。
所述偶联剂选自端羟基硅烷偶联剂、端氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的一种或几种,优选为KH-560环氧基硅烷偶联剂。
通过上述偶联剂改性,得到的聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液稳定性好,初始涂膜质量好
所述催化剂选自T9、T12、三亚乙基二胺、N-烷基二胺和N-烷基吗啡啉中的一种或几种,优选为三亚乙基二胺或N-烷基二胺。优选为0.1%-0.4%。
所述聚二元醇、脂肪类二异氰酸酯、亲水性扩链剂、丙烯酸酯乳液、丙烯酸酯单体、偶联剂和催化剂的质量比为(10~20):(10~25):(0.5~5):(0.5~5):(10~30):(1~5):(0.1~2)。
优选地,所述聚二元醇、脂肪类二异氰酸酯、亲水性扩链剂、丙烯酸酯乳液、丙烯酸酯单体、偶联剂和催化剂的质量比为(10~20):(15~25):(1~3):(1~3):(15~25):(1~3):(0.1~1)。
聚二元醇分子量越高,胶黏剂的润湿性能越差,初粘强度越低,但伸长率提高。反之,分子量越小,胶黏剂的润湿性能提高,初粘强度越高,硬度增大,伸长率降低。
若脂肪类二异氰酸酯中-NCO含量过低,则体系分子量过大,反应难以控制;若-NCO含量过高,反应体系在乳化时产生大量脲基,制得的胶黏剂易发白且不易储存。
随着亲水性扩链剂添加量增大,乳液粒径逐渐减小,涂膜后的平整度和光泽度增加,双组份水性聚氨酯胶黏剂的初黏强度和耐热性提高,但亲水基团的增多会使耐水性能降低,干燥时间延长。
随着丙烯酸酯添加量增加,复合乳液粒径随之增大,产品的弹性模量、拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率逐渐减小,耐温性能增加。当丙烯酸酯用量超过聚氨酯中的-NCO含量时,会导致共聚物交联度过大,乳化困难,涂膜发硬发脆。
n(-NCO)与n(-OH)的比例为1.2~1.4之间为宜,当比例更高时,剩余的-NCO基团数增多,-NCO会在乳液中形成脲键,而脲键具有强极性,使高分子链产生硬链段,相应的胶粒大小也随之增大,乳液由蓝色透明向乳白色不透明转变,并且容易发生聚沉。
经试验发现,原料的添加量为上述范围时,双组份水性聚氨酯胶黏剂固含量高,兼具较高的硬度、拉伸强度、断裂伸长率和剥离强度,同时耐水、耐热性好,固含量高、成膜速度快,可实现光固化。
所述原料还包括中和剂和溶剂,所述中和剂选自三乙胺、氢氧化钠、氨水中的一种或几种,优选为三乙胺。
所述中和剂与聚二元醇的质量比为(2~7):(10~20),优选质量比为(3~6):(10~20)。
添加中和剂后,调节聚氨酯/丙烯酸酯复合溶液的中和度为100~120%,优选中和度为100~110%。
所述溶剂选自丙酮、N,N-二甲基酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种,优选为丙酮。
所述溶剂与聚二元醇的质量比为(5~20):(10~20),优选质量比为(10~15):(10~20)。
本发明第二方面在于提供一种制备本发明第一方面所述双组份水性聚氨酯胶黏剂的方法,所述方法包括以下步骤:
步骤1、将聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液、抗氧剂、防霉剂、流平剂和光引发剂置于水中搅拌均匀,然后添加增稠剂搅拌调节其粘度,得到A组份;
步骤2、A组份和B组份单独包装,使用前,将A组份和B组份混合均匀即可。
步骤1中,所述搅拌时间为10~30min,优选为20~25min。
根据本发明优选地实施方式,所述聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液通过以下步骤制得:
S 1、将聚二元醇、脂肪类二异氰酸酯混合后,升温进行反应,反应完成后降温至50℃以下,得到聚氨酯预聚体;
S2、向聚氨酯预聚体中添加亲水性扩链剂、催化剂和溶剂,升温进行扩链反应,反应完成后降温至50℃以下,再向反应体系中添加丙烯酸酯乳液和偶联剂进行反应,反应后降温,向反应体系中添加溶剂、中和剂,调节pH,然后加入丙烯酸酯单体进行自由基聚合反应,最后经剪切、减压脱除溶剂,得到聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。
步骤S1中,所述反应温度为75~90℃,优选反应温度为80~90℃。
所述反应时间为1~4h,优选反应时间为2~3h。确保反应充分进行。
步骤S2中,所述扩链反应温度为60~80℃,优选为65~75℃。
所述扩链反应时间为2~4h,优选为2.5~3h。
添加丙烯酸酯乳液和偶联剂于50~65℃下反应1~3h,优选于55~60℃下反应2~3h。
所述自由基聚合反应温度为60~80℃,优选70~80℃。
所述自由基聚合反应时间为2~5h,优选为2~3h。
所述剪切时间为5~30min,优选为20min。
所述剪切转速为3000~8000r/min,优选为6000r/min。
实施例
以下通过具体实例进一步阐述本发明,这些实施例仅限于说明本发明,而不用于限制本发明范围。
本发明实施例中所用原料均为购买得到。
实施例1
按照质量比为15:20:2:2:20:2:0.5:13:40称取聚碳酸酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯、乙二氨基乙磺酸钠、丙烯酸酯乳液、丙烯酸酯单体、KH-560环氧基硅烷偶联剂、三亚乙基二胺、丙酮和去离子水。
在氮气保护下,将称量得到的聚碳酸酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯混合,在85℃下反应2.5h,然后降温至50℃以下,得到聚氨酯预聚体,向聚氨酯预聚体中加入乙二氨基乙磺酸钠、三亚乙基二胺和丙酮,于70℃下反应3h至-NCO含量不变。降温至50℃以下,加入丙烯酸酯乳液和KH-560环氧基硅烷偶联剂,于60℃下反应3h。待反应完成后降温至室温,加入丙酮调节粘度,加入三乙胺,使中和度达到100%~105%,调节pH=8,接着加入丙烯酸酯单体于80℃进行自由基聚合3h,加入去离子水于6000r/min的剪切转速下高速剪切20min,减压脱除丙酮,得到嵌段共聚物丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液,即聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。
按照质量比为85:0.5:0.07:0.3:5:0.2:10称量聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液、三叔丁基羟基苯甲酸酯、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、聚醚硅氧烷共聚物、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、AS-160型增稠剂和去离子水,将称量得到的聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液、三叔丁基羟基苯甲酸酯、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、聚醚硅氧烷共聚物和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦置于去离子水中,于常温下低速搅拌20min,然后添加AS-160型增稠剂搅拌调整其粘度,得到A组分。
A组份和B组份单独包装,使用前,将A组份和亲水性聚异氰酸酯交联剂(科思创Bayhydur XP 2547)(B组份)按照质量比为100:8混合均匀,得到双组份水性聚氨酯胶黏剂。
按照GBT 2793-1995《胶黏剂不挥发物含量的测定》测试双组份水性聚氨酯胶黏剂的固含量,测试得到其固含量为50%。
实施例2
按照质量比为20:25:3:3:25:3:1:15:55称取聚碳酸酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯、乙二氨基乙磺酸钠、丙烯酸酯乳液、丙烯酸酯单体、KH-560环氧基硅烷偶联剂、三亚乙基二胺、丙酮和去离子水。
在氮气保护下,将称量得到的聚碳酸酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯混合,在90℃下反应2h,然后降温至50℃以下,得到聚氨酯预聚体,向聚氨酯预聚体中加入乙二氨基乙磺酸钠、三亚乙基二胺和丙酮,于75℃下反应2.5h至-NCO含量不变。降温至50℃以下,加入丙烯酸酯乳液和KH-560环氧基硅烷偶联剂,于60℃下反应2h。待反应完成后降温至室温,加入丙酮调节粘度,加入三乙胺,使中和度达到100%~105%,调节pH=8,接着加入丙烯酸酯单体于70℃进行自由基聚合2h,加入去离子水于6000r/min的剪切转速下高速剪切20min,减压脱除丙酮,得到嵌段共聚物丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液,即聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。
按照质量比为80:0.3:0.05:0.2:4:0.1:5称量聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液、三叔丁基羟基苯甲酸酯、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、聚醚硅氧烷共聚物、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、AS-160型增稠剂和去离子水,将称量得到的聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液、三叔丁基羟基苯甲酸酯、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、聚醚硅氧烷共聚物和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦置于去离子水中,于常温下低速搅拌25min,然后添加AS-160型增稠剂搅拌调整其粘度,得到A组分。
A组份和B组份单独包装,使用前,将A组份和亲水性聚异氰酸酯交联剂(B组份)按照质量比为100:8混合均匀,得到双组份水性聚氨酯胶黏剂。
按照GBT 2793-1995《胶黏剂不挥发物含量的测定》测试双组份水性聚氨酯胶黏剂的固含量,测试得到其固含量为49%。
实施例3
按照质量比为11:15:1:1:15:1:0.1:10:35称取聚碳酸酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯、乙二氨基乙磺酸钠、丙烯酸酯乳液、丙烯酸酯单体、KH-560环氧基硅烷偶联剂、三亚乙基二胺、丙酮和去离子水。
在氮气保护下,将称量得到的聚碳酸酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯混合,在80℃下反应3h,然后降温至50℃以下,得到聚氨酯预聚体,向聚氨酯预聚体中加入乙二氨基乙磺酸钠、三亚乙基二胺和丙酮,于65℃下反应3h至-NCO含量不变。降温至50℃以下,加入丙烯酸酯乳液和KH-560环氧基硅烷偶联剂,于55℃下反应3h。待反应完成后降温至室温,加入丙酮调节粘度,加入三乙胺,使中和度达到100%~105%,调节pH=8,接着加入丙烯酸酯单体于75℃进行自由基聚合2.5h,加入去离子水于6000r/min的剪切转速下高速剪切20min,减压脱除丙酮,得到嵌段共聚物丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液,即聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。
按照质量比为95:0.6:0.1:0.4:7:0.3:10称量聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液、三叔丁基羟基苯甲酸酯、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、聚醚硅氧烷共聚物、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、AS-160型增稠剂和去离子水,将称量得到的聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液、三叔丁基羟基苯甲酸酯、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、聚醚硅氧烷共聚物和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦置于去离子水中,于常温下低速搅拌20min,然后添加AS-160型增稠剂搅拌调整其粘度,得到A组分。
A组份和B组份单独包装,使用前,将A组份和亲水性聚异氰酸酯交联剂(B组份)按照质量比为100:8混合均匀,得到双组份水性聚氨酯胶黏剂。
按照GBT 2793-1995《胶黏剂不挥发物含量的测定》测试双组份水性聚氨酯胶黏剂的固含量,测试得到其固含量为45%。
对比例
按照与实施例1相似的方式进行双组份水性聚氨酯胶黏剂的制备,区别仅在于:按照质量比为10:10:2:2:20:2:0.5:13:45称取聚碳酸酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯、乙二氨基乙磺酸钠、丙烯酸酯乳液、丙烯酸酯单体、KH-560环氧基硅烷偶联剂、三亚乙基二胺、丙酮和去离子水。
按照GBT 2793-1995《胶黏剂不挥发物含量的测定》测试双组份水性聚氨酯胶黏剂的固含量,测试得到其固含量为43%。
实验例
实验例1耐热性、耐水性和剥离强度测试
按照GB/T2791-1995《胶黏剂T剥离强度试验方法挠性材料对挠性材料》对实施例1制得的双组份水性聚氨酯胶黏剂分别在室温、高温90℃和湿热环境(温度85℃,湿度85%)下测试其剥离强度,测试结果如表1所示。
表1
从表1中可以看出,本发明所述双组份水性聚氨酯胶黏剂在室温下的剥离强度可达201N以上,在90℃高温环境下的剥离强度达198N以上,在湿热环境下的剥离强度达185N以上,表明本发明所述双组份水性聚氨酯具有较高的剥离强度,且耐水性和耐高温性能好。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明,不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解,在不偏离本发明精神和范围的情况下,可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进,这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种双组份水性聚氨酯胶黏剂,其特征在于,所述双组份水性聚氨酯胶黏剂由A组份和B组份制得,所述A组份和B组份的质量比为100:(5~10);
所述A组份由聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液、增稠剂、抗氧剂、防霉剂、流平剂和光引发剂制得,所述B组份为亲水性聚异氰酸酯交联剂。
2.根据权利要求1所述的双组份水性聚氨酯胶黏剂,其特征在于,
所述聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液由包括聚二元醇、脂肪类二异氰酸酯、亲水性扩链剂、偶联剂、催化剂、丙烯酸酯乳液和丙烯酸酯单体的原料制得。
3.根据权利要求2所述的双组份水性聚氨酯胶黏剂,其特征在于,
所述聚二元醇选自聚乙二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇中的一种或几种;
所述脂肪类二异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种;
所述亲水性扩链剂选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺、乙二氨基乙磺酸钠中的一种或几种;
所述偶联剂选自端羟基硅烷偶联剂、端氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的一种或几种;
所述催化剂选自T9、T12、三亚乙基二胺、N-烷基二胺和N-烷基吗啡啉中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的双组份水性聚氨酯胶黏剂,其特征在于,
所述聚二元醇、脂肪类二异氰酸酯、亲水性扩链剂、丙烯酸酯乳液、丙烯酸酯单体、偶联剂和催化剂的质量比为(10~20):(10~25):(0.5~5):(0.5~5):(10~30):(1~5):(0.1~2)。
5.根据权利要求1所述的双组份水性聚氨酯胶黏剂,其特征在于,
所述增稠剂选自水性聚氨酯缔合型、纤维素型、丙烯酸型中的一种或几种;
所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂中的一种或几种;
所述防霉剂选自异噻唑啉酮类防霉剂5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、2-N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮中的一种或几种;
所述流平剂选自聚丙烯酸酯、有机硅、醋酸丁酯纤维素、硝化纤维素中的一种或几种;
所述光引发剂选自2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二甲苯基氧化膦中的一种。
6.根据权利要求1所述的双组份水性聚氨酯胶黏剂,其特征在于,
所述聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液、增稠剂、抗氧剂、防霉剂、流平剂和光引发剂的质量比为(80~100):(0.05~0.5):(0.1~1.0):(0.01~0.2):(0.1~0.5):(1~10)。
7.一种制备权利要求1至6之一所述双组份水性聚氨酯胶黏剂的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤1、将聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液、抗氧剂、防霉剂、流平剂和光引发剂置于水中搅拌均匀,然后添加增稠剂搅拌调节粘度,得到A组份;
步骤2、A组份和B组份单独包装,使用前,将A组份和B组份混合均匀即可。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,步骤1中,
所述聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液通过以下步骤制得:
S1、将聚二元醇、脂肪类二异氰酸酯混合后,升温进行反应,反应完成后降温至50℃以下,得到聚氨酯预聚体;
S2、向聚氨酯预聚体中添加亲水性扩链剂、催化剂和溶剂,升温进行扩链反应,反应完成后降温至50℃以下,再向反应体系中添加丙烯酸酯乳液和偶联剂进行反应,反应后降温,向反应体系中添加溶剂、中和剂,调节pH,然后加入丙烯酸酯单体进行自由基聚合反应,最后经剪切、减压脱除溶剂,得到聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,步骤S1中,
所述反应温度为75~90℃,所述反应时间为1~4h。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,步骤S2中,
所述扩链反应温度为60~80℃,所述扩链反应时间为2~4h;
添加丙烯酸酯乳液和偶联剂于50~65℃下反应1~3h;
所述自由基聚合反应温度为60~80℃,自由基聚合反应时间为2~5h。
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